优化Pintos线程休眠与唤醒功能的实验报告

本篇实验报告是中山大学移动信息工程学院2017学年春季学期Operating System课程的一部分，由饶洋辉老师指导。主题集中在“线程的休眠与唤醒”，旨在通过修改Pintos操作系统中的关键函数，优化线程调度机制。 实验的主要目标有两个： 1. 解决忙等待问题：学生需修改pintos的线程休眠函数，确保在其中一个线程休眠时，不会导致其他线程陷入忙等待状态，从而提高系统的效率和响应性。 2. 实现优先级调度：通过调整队列管理，确保所有线程按照正确的优先级被唤醒。这意味着线程的唤醒顺序应该考虑其预先设定的优先级，而不是随机或无序。 实验过程分为以下几个步骤： Test分析：alarm-single 这个测试场景涉及创建5个线程，每个线程休眠一段时间后唤醒，且休眠时长按公差为10的递增序列设定。测试代码通过`test_alarm_single`函数启动，该函数作为入口，调用`test_sleep`函数，后者负责线程的创建、休眠设置和监控。 在`test_sleep`函数中，首先定义了两个结构体`sleep_test`和`sleep_thread`，用于存储测试的整体信息和每个线程的具体参数。`sleep_test`记录测试开始时间、迭代次数，以及一个锁，确保同步和数据一致性。`sleep_thread`则包含线程ID、休眠时间和剩余迭代次数。 函数初始化阶段，为结构体分配内存，设置初始休眠时间为1秒，然后为每个线程创建，赋予特定的名字（如"thread1"、"thread2"等），并设定它们的优先级。执行这些操作后，线程进入休眠状态，直到达到指定的休眠次数后被唤醒。 总结来说，这项实验不仅考察了学生对操作系统线程管理和调度的理解，还锻炼了他们的编程技能，特别是对多线程环境下并发控制和资源管理的深入理解。通过修改和优化Pintos的线程休眠与唤醒功能，学生能够实践操作系统核心概念，并提升系统性能优化的能力。