46.(8分)某进程中有3个并发执行的线程thread1、thread2和thread3,-|||-其伪代码如下所示。-|||-/复数的结构类型定义 thread l thread3-|||-typedef struct-|||-cnum w; cnum w:-|||-float a; =ad(x,y); .a=1;-|||-float b; ...... .b=1;-|||-{cnum; =add(2,mu );-|||-cnumx,y,z;/全局变量 =add(y,w);-|||-thread2-|||-/计算两个复数之和-|||-cnum add(cnump,cnumq) cnum w;-|||-=add(y,z);-|||-cnum s;-|||-.a=p.a+q.a;-|||-.b=p.b+q.b;-|||-return s;-|||-__-|||-请添加必要的信号量和P、V(或wait()、signal())操作,要求确保 () ()-|||-线程互斥访问临界资源,并且最大程度地并发执行。

考查要点：本题主要考查多线程环境下对共享资源的互斥访问控制，要求通过信号量机制确保线程安全，同时尽可能提高并发执行效率。

解题核心思路：

1. 识别共享变量：确定哪些变量被多个线程同时读写。根据伪代码，变量y和z是共享资源。
2. 分析访问模式：
   • 变量y：thread2和thread3均对其进行读写操作，需互斥访问。
   • 变量z：thread3对其进行写操作，需互斥访问。
3. 信号量设计：
   • y的互斥：使用两个信号量mutex_y1和mutex_y2，分别控制thread2和thread3对y的访问。
   • z的互斥：使用信号量mutex_z控制对z的访问。

破题关键点：

• 互斥粒度：对共享变量的读写操作必须原子化，确保线程切换时不会导致数据不一致。
• 信号量分配：通过独立信号量区分不同线程对共享资源的访问，避免死锁并提高并发性。

信号量定义

semaphore mutex_y1 = 1; // 控制thread2对y的访问
semaphore mutex_y2 = 1; // 控制thread3对y的访问
semaphore mutex_z = 1;  // 控制对z的访问

线程代码改造

thread2

cnum w;
wait(mutex_y1); // 独占y的访问权限
w = ad(x, y);    // 读取y的值
signal(mutex_y1);
// ... 其他操作 ...
wait(mutex_y1); // 再次独占y的访问权限
y = ad(y, w);    // 修改y的值
signal(mutex_y1);

thread3

cnum w;
wait(mutex_y2); // 独占y的访问权限
w = ad(y, z);    // 读取y和z的值
signal(mutex_y2);
// ... 其他操作 ...
wait(mutex_y2); // 独占y的访问权限
y = ad(y, w);    // 修改y的值
signal(mutex_y2);
// ... 对z的操作 ...
wait(mutex_z); // 独占z的访问权限
z = ad(y, w);   // 修改z的值
signal(mutex_z);

关键说明：

• 互斥粒度：对y的每次操作均通过信号量确保原子性，避免线程切换导致数据不一致。
• 并发优化：thread2和thread3对y的访问通过独立信号量控制，允许部分并发，但严格禁止同时操作。