多进程实现快速排序（北京大学操作系统课程实习）.doc-资料库

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夏磊 S1048035 2010 级秋季班操作系统报告实验 3-- 多进程(线程)实现快速排序姓名：夏磊学号： S1048035 班级： 2010 级秋季班指导教师：陈向群、原仓周第 1页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班目录操作系统报告................................................................................................... 1 1 设计思路及主要代码分析........................................................................3 1.1 实验目的...................................................................................................................................... 3 1.2 实验要求...................................................................................................................................... 3 1.3 设计思路...................................................................................................................................... 3 程序流程图 ..........................................................................................................................3 设计说明..............................................................................................................................5 程序结构设计......................................................................................................................6 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4 程序代码...................................................................................................................................... 7 多线程排序 ..........................................................................................................................7 多进程排序 ........................................................................................................................18 1.4.1 1.4.2 2 实验结果及问题分析 ............................................................................. 29 2.1 多线程排序................................................................................................................................ 29 运行结果............................................................................................................................29 2.1.1 2.1.2 结果分析............................................................................................................................29 2.2 多进程排序................................................................................................................................ 30 运行结果............................................................................................................................30 结果分析............................................................................................................................31 2.2.1 2.2.2 3 4 5 实验小结............................................................................................... 31 问题回答............................................................................................... 32 附录 ...................................................................................................... 38 5.1 机器环境及配置........................................................................................................................ 38 5.2 编译环境.................................................................................................................................... 38 5.3 程序及源码................................................................................................................................ 38 第 2页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班 1 设计思路及主要代码分析 1.1 实验目的使用多进程(线程)方式，实现快速排序，体会多进程(线程)的实际应用中的优势。 1.2 实验要求在 Windows 环境下，编写一个多进程（线程）进行快速排序的程序，使用的是产生 1，000，000 个随机数的文件。要求说明你的程序运行的系统资源配置，给出测试结果并对测试程序和结果做出说明。 1.3 设计思路 1.3.1 程序流程图 1) 多线程排序流程图第 3页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班 2) 多进程排序流程图第 4页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班 1.3.2 设计说明 1) 每次数据分割后产生两个新的进程（线程）处理分割后的数据，线程直接共享内存数据，进程间的数据交换采用内存映射文件。 2) 每个进程（线程）处理的数据小于 1000 以后不再分割（控制产生的进程在 20 个左右）。 3) 利用一些技巧使分割尽可能均匀：比较第一个、最后一个、中间一个，三者中中间值作为分割值。第 5页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班 1.3.3 程序结构设计 1）可运行程序文件程序主要为 2 个主运行程序和 1 个子进程排序程序。 2 个主运行程序分别为：线程排序程序 FileMapSort_Thread.exe 和进程排序程序 FileMapSort_Proc.exe。 1 个子进程排序程序为：qsort_proc.exe。 2）测试数据程序中使用随机函数初始化 1,000,000 个测试使用的数据，写到二进制文件 Unsorted.dat 中，然后读取到内存或内存映射文件，以便多线程（进程）排序，排序后将结果写到二进制文件 Sorted.dat 中。出于 IO 的性能考虑使用了二进制文件读写，另外，为了便于查看，排序前的数据和排序后的数据分别保存在了对应的 Unsorted.txt 和 Sorted.txt 中。 3）时间计算由于数据量较大，时间较长，使用 GetTickCount（）即可。第 6页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班 1.4 程序代码 1.4.1 多线程排序 1）主程序代码：FileMapSort_Thread.cpp #include #include #include "functions.h" // 数据缓冲区指针 extern int* g_pData; // 数据量大小 extern int g_nDataCount; // 信号量，用于控制排序线程的数目 HANDLE hSemaphoreThread = NULL; // 事件，用于通知控制台线程排序完成 HANDLE hEventSortOver = NULL; 第 7页 / 共 38页

夏磊 S1048035 2010 级秋季班 /** * 线程参数结构 */ struct ThreadParam { int* m_pData; int m_nLow; int m_nHigh; // 数据缓冲区指针 // 数据开始下标 // 数据截止下标 }; /** * 线程函数 */ DWORD WINAPI threadProc( LPVOID lpParam ); /** * 主函数 */ void main( int argc, char** argv ) { //作业 2：进程同步机制实验——生产者消费者问题 //作者：夏磊 S1048035 //指导教师：陈向群、原仓周 printf( "============================================================== ====\n" ); printf( " printf( " printf( " printf( "============================================================== 作业 2-1：多线程实现快速排序\n" ); 学生：夏磊 S1048035 指导教师：陈向群、原仓周 \n" ); \n" ); ====\n" ); char szFileName[80]; int nTimeGap = 0; HANDLE hThread = NULL; // 文件名 // 时间计数 // 线程句柄 // 初始化数据缓冲区，信号量和事件 g_pData = new int[g_nCount]; hSemaphoreThread = CreateSemaphore( NULL, g_nThreadBoundary, g_nThreadBoundary, NULL ); hEventSortOver = CreateEvent( NULL, false, false, NULL ); if( hSemaphoreThread==NULL || hEventSortOver==NULL ) { printf( "信号量初始化失败！\n" ); 第 8页 / 共 38页

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