nachos下雙向量表的設計

一．           實驗目的

本次實驗的目的在於對nachos進行熟悉，並初步體驗nachos下的併發程式設計。

二．           實驗內容

安裝nachos；

用C++實現雙向有序連結串列；

在nachos系統中使用你所寫的連結串列程式並演示一些併發錯誤

三．           實驗執行例項

一．           實驗相關步驟

1. 實驗需要編寫三個相關檔案，它們是dllist.h、dllist.cc、dllist-driver.cc，在dllist.h定義了雙向連結串列，即定義了兩個類，element和dllist，其具體程式碼如下：

class element

{

public:

int key;

element *prev;

element *next;

 element(int this_key);

 element();

~element();

};

class dllist

{

public:

 dllist();

 ~dllist();

 dllist(int key);

element *head;

element *end;

void sortedinsert(int key);

void sortedremove();

void remove(int this_key);

 
void printfN();

};

void dllist::sortedremove()
{//刪除連結串列中的第一個資料直到沒有資料了。
    element *temp=NULL;
    element *temp_next=NULL;

    //                printf("aa\n");
    if(head->next!=NULL&&head->next->key!=101)
//    if(head->next!=NULL)
        {

    //                printf("bb\n");
 

                if(    head->next->next!=NULL)
                {
                     temp=head->next;
                     temp_next=temp->next;
                    printf("%d\n",temp->key);
    //                printf("gg\n");
                    free(temp);

    //                printf("hh\n");
                    if(flag!=6&&flag!=7)        head->next=NULL;
                    if(flag==5||flag==6||flag==7)
                    {
                    printf("five-interrupt\n");
                    currentThread->Yield();
                    }
                    head->next=temp_next;
                    temp_next->prev=head;
                }
                else{
                 temp=head->next;
                    printf("%d\n",temp->key);

    //                printf("ii\n");
                    free(temp);
    //                printf("jj\n");
                        if(flag==5||flag==6)
                        {
                        printf("five-interrupt\n");
                        currentThread->Yield();
                        }
    //                printf("jj\n");
                    head->next=NULL;
                    }
        }
    
            
     else if(head->next==NULL)
         printf("\n連結串列已經沒有資料\n");
    //                printf("ee\n":);
    temp=head;
//    printf("a");
/*    while(temp->next!=NULL)
        {
            printf("%d\n",temp->key);
            temp=temp->next;
        }
        printf("%d\n",temp->key);
    printf("b");*/
}

dllist.cc中實現了雙向連結串列的相關功能，包括element的建構函式、解構函式以及dllist的建構函式、解構函式和sortedinsert()、printfN()、sortedremove()、remove()等。而在dllist-driver.cc中實現了插入N個元素和刪除N個元素，具體實現如下：

1. 完成程式碼編寫後需要在nachos-3.4/code/Makefile.common中新增相關路徑，在THREAD_H中加入dllist.h, 在THREAD_C中dllist.cc和dllist-driver.cc、THREAD_O中加入dllist.o和dllist-driver.o。
2. 接著，在nachos-3.4/code/threads/下執行make depend和make命令。
3. 另外，還要在threadtest.cc檔案中修改相關程式碼，具體如下：

void

ThreadTest1()

{

    DEBUG('t', "Entering ThreadTest1");

    for(int i=0;i< Thread_num;i++)            //Thread_num個執行緒做插入和刪除//N個元素的工作

{

    Thread *t = new Thread("forked thread");

    t->Fork(SimpleThread,i);

}

1. 執行時在nachos-3.4/code/threads/下輸入./nachos Thread_num Node_num Flag，其中引數分別為執行緒數，節點數，錯誤標誌，當錯誤標誌位0是代表正常情況。

二．說明

此次實驗通過對併發執行緒的設計對雙向連結串列的操作，更清晰地瞭解執行緒間的執行情況。還通過多執行緒對雙向連結串列操作所產生錯誤的演示，加強了我們執行緒工作原理的認識。

此外，多執行緒對雙向連結串列的操作所產生的錯誤，主要有如下幾種，當錯誤標誌為1 時，會發生如下所述錯誤：執行緒0在插入N個元素後被執行緒1說搶佔插入N個元素，然後執行緒0進行刪除N咯元素的操作，而由於插入時時按照大小順序插的，導致了執行緒0刪除的不是自己插入的N個元素。

當錯誤標誌位2時，有如下錯誤：執行緒0插入1個元素後，被執行緒1搶佔，執行緒1插入一個元素後，又被執行緒0搶佔插入，直至兩個執行緒完成插入過程。由於插入時時按大小排序插入的，故導致，在刪除時，兩個執行緒沒能正確的刪除它們自己插入的元素。

本次實驗作為作業系統本學期的第一次實驗，由於對nachos環境不是特別熟悉，所以剛上手時有一定難度，但建立雙向連結串列的過程較為基礎。