实验二：进程的互斥与同步 （生产者与消费者问题） 一、实验目的： 利用 Windows 提供的 API 函数，编写程序，解决生产者与消费者问题，实 现进程的互斥与同步。 二、实验内容： 创建一个进程，该进程拥有一个生产者线程和一个消费者线程，它们使用 10 个不同的缓冲区。生产者线程生产一个产品，并把产品放进缓冲区中；消费者消 费一个产品，并从缓冲区中取出一个产品，释放该缓冲区。 本实验设计并使用了如下信号量： (1)一个互斥信号量，用以阻止生产者线程和消费者线程同时操作缓冲区列表； (2)一个信号量，当生产者线程生产出一个物品时可以用它向消费者线程发出 信号； (3)一个信号量，消费者线程释放出一个空缓冲区时可以用它向生产者线程发 出信号； 生产者线程生产物品时，若无空缓冲区可用，生产者线程必须等待消费者线 程释放出一个空缓冲区；消费者线程消费物品时，若缓冲区为空，消费者线程将 被阻塞，直到新的物品被生产出来。 三、主要程序结构： 1.使用到的 windows 提供的 API 函数 CreateThread()：创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程。 CreateMutex ()：创建有名或无名的互斥对象。 ReleaseMutex ()：释放指定互斥对象。 WaitForSingleObject()：测试指定对象是否有信号或超时 CreateSemapore()：创建一个有名或者无名信号对象。 ReleaseSemaphore()：将指定信号对象的计数增加一个指定的数量。 2．创建的自定义函数 Produce() ：生产一个产品。 Consume() ：消费一个产品。 Append()：把新生产的产品放入缓冲区。 Take()：从缓冲区中取出一个产品。 3. 创建的线程 DWORD WINAPI Producer(LPVOID lpPara)：生产者线程 DWORD WINAPI Consumer(LPVOID lpPara) ：消费者线程 四、实验步骤 1.对缓冲区长度，互斥信号等常量声明。 2.创建各个互斥信号。 3.创建生产者和消费者线程。 4.进行生产和消费。 五、实验截图 

六、实验源代码 #include #include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10; //缓冲区长度 unsigned short ProductID = 0; //产品号 unsigned short ConsumeID = 0; //将被消耗的产品号 unsigned short in = 0; //产品进缓冲区时的缓冲区下标 unsigned short out = 0; //产品出缓冲区时的缓冲区下标 int m_s_buffer[SIZE_OF_BUFFER]; //缓冲区是个循环队列 

bool m_s_continue = true; //控制程序结束 HANDLE m_s_hMutex; //用于线程间的互斥 HANDLE m_s_hFullSemaphore; //当缓冲区满时迫使生产者等待 HANDLE m_s_hEmptySemaphore; //当缓冲区空时迫使消费者等待 DWORD WINAPI Producer(LPVOID); //生产者线程 DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); //消费者线程 int main() { //创建各个互斥信号 m_s_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); m_s_hFullSemaphore CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); m_s_hEmptySemaphore CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3; //生产者的个数 const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; //消费者的个数 //总的线程数 const unsigned short THREADS_COUNT PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT; HANDLE hThreads[PRODUCERS_COUNT]; //各线程的 handle DWORD producerID[CONSUMERS_COUNT]; //生产者线程的标识符 DWORD consumerID[THREADS_COUNT]; //消费者线程的标识符 = = = //创建生产者线程 for (int i=0;i

while(m_s_continue){ if(getchar()){ //按回车后终止程序运行 m_s_continue = false; } } return 0; } void Produce() { } cout<< "生产一个产品" << ++ProductID<<"成功" << endl; void Append() { cout << "把新生产的产品放入缓冲区"<

if (i==out) cout << endl; cout << " <-- 消费"; } } void Consume() { cout << "消费一个产品 " << ConsumeID+1<<"成功"<