20155332 补交ch12课下作业

Posted 2020-10-17

20155332 补交ch12课下作业

课下测试提交晚了，我课后补做了一遍，答对13题，答错3题。
试题内容如下所示：

课本内容

1.并发(Concurrency)

• 访问慢I/O设备：就像当应用程序等待I/O中的数据时内核会切换运行其他进程一样，我们的应用也可以用类似的方式，将I/O请求与其他工作重叠从而挖掘并发的潜能。

• 推迟工作而减少延迟：我们可以推迟一些耗时工作稍后执行，例如内存分配器不在free时整理碎片，而是将这些琐屑的工作推迟到一个稍后执行的独立“逻辑流”(logical flow)中。

• 服务多个网络客户端：如果没有并发，一个慢客户端将会阻塞整个Web服务器，这是不现实的！所以我们需要为每个客户端都创建独立的逻辑流，避免某个客户端独占整个服务器。

• 多核上并行计算：将程序切分成多个逻辑流并发执行，在多核环境中可能被分配到不同的核心上执行，从而实现了并行。

现代操作系统提供三种基本方法构建上述这些并发程序：

• 进程(Process)：进程由操作系统维护和调度，每个进程都有独立的虚拟地址空间，进程间交互要靠IPC机制。
• I/O多路复用(I/O multiplexing)：在进程的上下文中，应用程序“显式地”调度自己的逻辑流。逻辑流被构建为状态机，当文件描述符上有数据到达时，main程序显式地将它从一种状态转移到另一种状态。
• 线程(Thread)：线程运行在进程的上下文中，由操作系统调度。可以将线程看做是进程和I/O多路复用技术的混合，它既像进程一样被操作系统调度，又能像I/O多路复用一样共享虚拟地址空间。

2.基于进程的并发

构建并发程序的最简单方式就是使用进程。每接收到一个连接，父进程都会fork出一个子进程。因为子进程拷贝了父进程的文件描述符表，所以使用进程构建并发时一定要避免资源泄露，尤其是父进程。子进程一定要关闭监听描述符listenfd，这个描述符在子进程中是没有任何用处的。而同样的，父进程要负责关闭连接描述符connfd，同理，这个描述符在父进程中也是一点用处都没有。

3.基于I/O多路复用的并发

现在对我们的Web服务器进行升级，让它不仅能够处理远程客户端的连接请求，写回helloworld欢迎语。同时它还能响应当前命令行中的用户输入。那么，我们应该先等待哪种事件？实际上先等待谁都不是最理想的，因为阻塞地等待一个必然导致无法响应另一个。解决这种困境的技术就是I/O多路复用。

测试题目

1.( 多选题 | 1 分)

有关线程图，下面说法正确的是（）

A .图的原点表示没有任何线程完成一条指令的初始状态

B .向右向上是合法的转换

C .向左向下是合法的转换

D .对角线是合法的转换

E .一个程序执行的历史被模型化成状态空间中的一条轨迹线

F .进度图中，两个临界区的交集形成不安全区

2.(单选题|1分)

下面代码对于并发程序来说逻辑上是（）条指令？

for(i=0；i<1000; i++)cnt++;

A .2

B .3

C .4

D .5

E .6

F .1

( 多选题 | 1 分)

3.有关多线程的说法，正确的是（）

A .竞争和死锁是并发程序中出现的难题

B .程序员错误的假设逻辑流该如何调度时就会发生竞争

C .当一个逻辑流等待一个永远不会发生的事件时就会产生死锁

D .程序使用PV的顺序不当，可能引发死锁

E .利用互斥锁加锁顺序规则可以避免互斥死锁

4.( 多选题 | 1 分)

下面Linux函数（）是线程安全的？

A .rand()

B .ctime()

D .localtime_r()

E .scanf()

5.( 多选题 | 1 分)

线程不安全函数类包括（）

A .不保护共享变量的函数

B .保持跨越多个调用的状态的函数

C .返回指向静态变量指针的函数

D .调用线程不安全函数的函数

E .调用可重入函数的函数

6.( 多选题 | 1 分)

有关并发程序，下面说法正确的是（）

A .程序可以分为并发程序和顺序程序两类

B .程序可以分为并行程序和顺序程序两类

C .并发程序是一种特殊的并行程序

D .并行程序是一种特殊的并发程序

7.( 多选题 | 1 分)

有关“生产者-消费者”和“读者-写者”模型，下面说法正确的是（）

A .二者除处理的都是互斥问题

B .二者除处理的都是同步问题

C .二者都要保证对缓冲区的访问是互斥的

D .“生产者-消费者”模型要保证对缓冲区的访问是互斥的

E .“读者-写者”模型要保证读者对缓冲区的访问是互斥的

8.( 多选题 | 1 分)

有关使用信号量实现互斥的说法正确的是（）

A .互斥是一种特殊的同步

B .使用二元信号量和PV原语可以实现互斥

C .对于信号量sem_t mutex;
Sem_init(&mutex, 0 , 2);把mutex初始化为二元信号量，用作互斥锁

D .对于共享变量

volatile long cnt = 0;

for(i=0; i<ntiers; i++){
    P(&mutex)
    cnt++;
    V(&mutex)
}

保证了对cnt的 访问是互斥的，cnt的计数是正确的

9.( 多选题 | 1 分)

有关信号量（semphore）,下面说法正确的是（）

A .信号量s是一个非负的全局变量

B .信号量只能通过P，V操作来处理

C .P，V操作确保信号量s非负

D .sem_post（）完成P(s)的操作

E .sem_wait（）完成V(s)的操作

10.有关下面的代码hello.c，编译后的可执行程序为phello,下面说法正确的是（）

A .编译命令是：gcc hello.c -o phello

B .编译命令是：gcc hello.c -lpthread -o phello

C .编译命令是：gcc hello.c -pthread -o phello

D .phello运行时有一个线程

E .phello运行时有两个线程

F .phello运行时主线程先执行完

G .phello运行时对等线程先执行完

H .phello运行时对等线程和主线程执行顺序不确定

11.( 多选题 | 1 分)

有关线程控制，下面说法正确的是（）

A .与进程一样，线程也有父子关系

B .与进程控制中fork()

等价的是pthread_create()

C .与进程控制中exit()等价的是pthread_exit()

D .与进程控制中waitpid()等价的是pthread_join()

E .与进程控制中kill()等价的是pthread_cancel()

F .与进程控制中getpid()等价的是pthread_self()

12( 多选题 | 1 分)

关于线程，下面说法正确的是（）

A .线程是运行在进程中的逻辑流

B .每个线程有自己的线程上下文，包括TID、栈、栈指针、PC、通用寄存器和条件码

C .进程是程序级并发，线程是函数级并发

D .一个进程中的线程共享该进程的虚拟地址空间

13( 多选题 | 1 分)

一个状态机包含()

A .状态

B .事件

C .自循环

D .转移

14.有关下面代码，编译后的可执行程序是echoserv,下面说法正确的是（）

A .第19行中的STDIN_FILENO的值可以用grep -nr STDIN_FILENO /usr/include 查到为1

B .第24行select()会导到致程序阻塞，可以替代accept()

C .程序运行时，输入CTRL+D,可以让select返回

D .以上代码中加入csapp.h就能编译成功

15.( 多选题 | 1 分)

有关下面代码，编译后的可执行程序是echoserv,下面说法正确的是（）

图像 1.png
A .这是一个并发echo服务器

B .这是一个迭代echo服务器

C .第33行关闭已连接描述符

D .第33行关闭监听描述符

E .删除第33行会导致内存泄露

F ../echoserv 5056
，5056是连接的客户端进程的端口号

G ../echoserv 5056 ，5056是连接的服务器进程的端口号

H .删除第30行会导致内存泄露

16( 多选题 | 1 分)

现代操作系统提供的构造并发程序的方法有（）

A .异常

B .进程

C .I/O多路复用

D .信号

E .线程

错题分析

14题

• 对于Agrep -nr STDIN_FILENO /usr/include STDIN_FILENO为0
  
• 对于B，select（）不能用accept()代替。
• 对于C，在Linux系统里，在标准输入上键入Ctri+D表示EOF。故选C
• 对于D，加入头文件后也编译失败，故排除。

10题

#include "csapp.h"
void *thread(void *vargp);

int main()
{
    pthread_t tid;
    Pthread_create(&tid,NULL,thread,NULL);
    Pthread_join(tid,NULL);
    exit(0);
}

void *thread(void *vargp)
{
    printf("Hello,word!\n");
    return NULL;
}

• 多线程编译需要-lpthread或-pthread参数

• pthread_join使得主线程等待对等线程先执行完

7题

• 生产者，消费者问题。生产者生产项目并把它们插入到一个有限的缓冲区。消费者从缓冲区中取出这些项目，然后消费它们
• 信号量的另一个重要作用是调用对共享资源的访问。在这种场景中，一个线程用信号量操作来通知另有一线程，程序状态中的某个条件已经为真了。
• 故答案为BD