北邮操作系统进程同步实验报告及源代码.docx
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北邮操作系统进程同步实验报告及源代码.docx
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北邮操作系统进程同步实验报告及源代码
进程管理实验报告
1.实验目的:
(1)理解进程/线程同步的方法,学会运用进程/线程同步的方法解决实际问题;
(2)了解windows系统或unix/linux系统下号量的使用方法。
2.实验容
编写一个有关生产者和消费者的程序:
每个生产者每次生产一个产品存入仓库,每个消费者每次从仓库中取出一个产品进行消费,仓库大小有限,每次只能有一个生产者或消费者访问仓库。
要求:
采用信号量机制。
3、环境说明
本实验是在win7环境下使用dev编译器实现的,采用WinAPI的信号量机制。
4、程序设计说明
该程序根据教材中的消费者生产者问题编写的,使用了教材中提供的框架思路以及库函数,使用CreateThread建立新的线程,使用CreateMutex创建一个互斥信号量,使用CreateSemaphore创建信号量,使用ReleaseMutex释放线程的互斥信号量,使用ReleaseSemaphore对指定的信号量增加指定的值,使用WaitForSingleObject等待空位,使用CloseHandle在操作结束后关闭线程和信号量。
在这个程序里我设计了三个函数:
Intmain()是主函数,其中包含了缓冲区大小的设置,生产者消费者发出请求等容以及线程创建等容
DWORDWINAPIproducer(LPVOIDlpPara)是生产者等待缓冲区的使用权并对缓冲区进行操作
DWORDWINAPIconsumer(LPVOIDlpPara)是消费者等待缓冲区的使用权并对缓冲区进行操作
该程序模拟生产者消费者问题,首先要设置缓冲区的大小,输入请求资源的各个进程的信息以及请求时间,并且按照请求时间对各进程进行排序,创建线程,然后按序依次对缓冲区进行操作,详细设计见源代码。
5、程序运行结果截图:
只有生产者请求,没有消费者请求,请求满足
只有消费者请求,没有生产者请求,消费者的请求不成功:
生产者请求大于消费者请求并且消费者请求在生产者放入产品之后:
消费者请求多于生产者请求,只能满足部分消费者请求,不能满足全部:
6、源代码:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineMAX_BUF1000
#defineMAX_REQ20
HANDLEmutex;
HANDLEfull;
HANDLEempty;
HANDLEthread[MAX_REQ];
DWORDpro_id[MAX_REQ];
DWORDcon_id[MAX_REQ];
structrequest{
inttype;//记录生产者消费者的类型
intseq;//记录请求次序
}req[MAX_REQ];
intbuf_size;
intreq_size;
intno;
intbuffer[MAX_BUF];
intin;
intout;
intresult;
boolcmp(requesta,requestb)
{returna.seq DWORDWINAPIproducer(LPVOIDlpPara) { WaitForSingleObject(full,INFINITE); WaitForSingleObject(mutex,INFINITE); printf("生产者%d将第%d号产品放入缓冲区……\n",(int)lpPara,no); buffer[in]=no++; in=(in+1)%buf_size; printf("成功放入缓冲区! \n\n",(int)lpPara); ReleaseMutex(mutex); ReleaseSemaphore(empty,1,NULL); return0; } DWORDWINAPIconsumer(LPVOIDlpPara) { WaitForSingleObject(empty,INFINITE); WaitForSingleObject(mutex,INFINITE); printf("消费者%d将第%d号产品从缓冲区取出……\n",(int)lpPara,buffer[out]); buffer[out]=0; printf("成功从缓冲区取出! \n\n",(int)lpPara); ReleaseMutex(mutex); out=(out+1)%buf_size; ReleaseSemaphore(full,1,NULL); return0; } intmain() { inti; intp=0; no=1; in=out=0; memset(buffer,0,sizeof(buffer)); printf("请设置缓冲区大小: "); scanf("%d",&buf_size); printf("请输入请求使用资源进程的个数: "); scanf("%d",&req_size); for(i=0;i printf("请选择是消费者进程(0)还是生产者进程 (1): "); scanf("%d",&req[i].type); printf("请输入该进程的请求时间: "); scanf("%d",&req[i].seq); } sort(req,req+req_size,cmp); mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); full=CreateSemaphore(NULL,buf_size,buf_size,NULL); empty=CreateSemaphore(NULL,0,buf_size,NULL); for(i=0;i { if(req[i].type==0){ thread[i]=CreateThread(NULL,0,consumer,(LPVOID)i,0,&con_id[i]); if(thread[i]==NULL) return-1; printf("\n消费者请求从缓冲区中取产品,请求时间为%d\n",req[i].seq); } if(req[i].type==1){ thread[i]=CreateThread(NULL,0,producer,(LPVOID)i,0,&pro_id[i]); if(thread[i]==NULL) return-1; printf("\n生产者请求往缓冲区中放产品,请求时间为%d\n",req[i].seq); } } result=WaitForMultipleObjects(req_size,thread,TRUE,500); if(result==WAIT_TIMEOUT) printf("\n请求不能被完全满足\n"); else printf("\n能够满足所有请求\n"); for(inti=0;i CloseHandle(thread[i]); CloseHandle(mutex); CloseHandle(full); CloseHandle(empty); system("pause"); return0; } 7、实验总结: 本次实验基于书上的生产者消费者问题,原理在上课的时候老师已经详细地讲解过,但是在具体编程实现的过程中也遇到了很多问题,除了书上的库函数之外还有一些函数书上并没有给出用法,比如如何创建线程等函数,通过查阅参考相关资料解决,通过编写代码也系统地理解了生产者消费者问题的操作过程,线程的创建,信号量的创建以及信号量的使用方法等情况,遇到的好多编代码上的细节问题通过反复调试解决,有较大收获。
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- 操作系统 进程 同步 实验 报告 源代码
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