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系统下中信号量的使用方法。

2．实验内容

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Win API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：

Int main（）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内容以及线程创建等内容

DWORD WINAPI producer(LPVOID lpPara)是生产者等待缓冲区的使用权并对缓冲区进行操作

DWORD WINAPI consumer(LPVOID lpPara)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

using namespace std; #define MAX_BUF 1000 #define MAX_REQ 20

HANDLE mutex; HANDLE full; HANDLE empty;

HANDLE thread[MAX_REQ]; DWORD pro_id[MAX_REQ]; DWORD con_id[MAX_REQ];

struct request{

int type;//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; int no;

int buffer[MAX_BUF]; int in; int out; int result;

boolcmp(request a,request b) { returna.seq

DWORD WINAPI producer(LPVOID lpPara) {

WaitForSingleObject(full,INFINITE); WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);

printf(\生产者%d将第%d号产品放入缓冲区……\\n\buffer[in]=no++; in=(in+1)%buf_size;

printf(\成功放入缓冲区!\\n\\n\

ReleaseMutex(mutex);

ReleaseSemaphore(empty,1,NULL);

return 0; }

DWORD WINAPI consumer(LPVOID lpPara) {

WaitForSingleObject(empty,INFINITE); WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);

printf(\消费者%d将第%d号产品从缓冲区取出……\\n\ buffer[out]=0;

printf(\成功从缓冲区取出!\\n\\n\

ReleaseMutex(mutex); out=(out+1)%buf_size;

ReleaseSemaphore(full,1,NULL);

return 0;

}

int main() { inti; int p=0; no = 1; in=out=0;

memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); printf(\请设置缓冲区大小：\scanf(\

printf(\请输入请求使用资源进程的个数：\scanf(\

for(i=0;i

printf(\请选择是消费者进程(0)还是生产者进程(1):\scanf(\

printf(\请输入该进程的请求时间：\

scanf(\ }

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(\消费者请求从缓冲区中取产品,请求时间为%d\\n\ }

if(req[i].type==1){

thread[i]=CreateThread(NULL,0,producer,(LPVOID)i,0,&pro_id[i]); if(thread[i]==NULL) return -1;

printf(\生产者请求往缓冲区中放产品,请求时间为%d\\n\ } }

result = WaitForMultipleObjects(req_size, thread, TRUE, 500);

if (result == WAIT_TIMEOUT)

printf(\请求不能被完全满足\\n\else

printf(\能够满足所有请求 \\n\

for(inti=0; i

system(\return 0; }

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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/p0nx.html