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操作系统实验报告_生产者-消费者问题算法的实现.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.24M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    肇庆学院计算机学院 实 验 报 告 专业网络工程 班级 10 网工 1 班 姓名 学号课程名称计算机操作系统 学年 2011 --2012 学期 1□ / 2□ 实验名称：实验四 生产者――消费者问题算法的实现(选做) 课程类别 专业必修□ 限选□ 任选□ 实践□  实验内容： 实验时间：2012 年 5 月 9 日 1.问题描述：一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲池，生产者向其中投放消息，消 费者从中取得消息。假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池, 只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。 2.功能要求：根据进程同步机制，编写一个解决上述问题的程序，可显示缓冲池状态、放数据、取数据等 过程。 C  实验目的及要求： 一、目的 1．了解信号量的使用。 2．加深对信号量机制的理解。 二．要求 1．理解生产者与消费者问题模型，掌握解决该问题的算法思想。 2．掌握正确使用同步机制的方法。  实验内容、方法与步骤：（使用附页填写并附在本页后）  实验结果：（使用附页填写并附在本页后）  小结： 本次课程设是关于生产者与消费者之间互斥和同步的问题。问题的实质是 P、V 操作，实验设一个共享缓 冲区，生产者和消费者互斥的使用，当一个线程使用缓冲区的时候，另一个让其等待直到前一个线程释放 缓冲区为止。生产者与消费者是一个与现实有关的经典问题，与“和尚挑水”问题的原理相同，通过此原 理举一反三可以解决其他类似的问题。 过本课程设计，我们对操作系统的 p、v 进一步的认识，深入的了解 p、v 操作的实质和其重要性。课本的 理论知识进一步阐述了现实中的实际问题。 分数： 批阅老师： 2012 年 月 日 - 1 -
    肇庆学院计算机学院 实验报告（附页）  实验内容、方法与步骤： 实验方法与步骤： 1.生产者功能描述： 在同一个进程地址空间内执行的两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中 供消费者线程消费。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费 者线程释放出一个空缓冲区。 2.消费者功能描述： 消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区， 那么消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。 3. 程序结构图： 4. 数据结构分析 （1）生产者与消费者实现： 这其中主要是通过多线程，来实现生产者和消费者之间的协调问题。 （2）生产者(producer)——消费者(consumer)： 通过一些记录性变量，来记录模拟实现生产者的行为，通过输入语句的提示 程序采用 OO 设计模式，缓存区采用数组结构存储。 5. 生产者与消费者问题算法的实现代码 #include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10; //缓冲区长度 unsigned short ProductID = 0; unsigned short ConsumeID = 0; unsigned short in = 0; unsigned short out = 0; int g_buffer[SIZE_OF_BUFFER]; bool g_continue = true; HANDLE g_hMutex; HANDLE g_hFullSemaphore; HANDLE g_hEmptySemaphore; DWORD WINAPI Producer(LPVOID); DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); int main() { //产品进缓冲区时的缓冲区下标 //产品出缓冲区时的缓冲区下标 //缓冲区是个循环队列 //产品号 //将被消耗的产品号 //当缓冲区满时迫使生产者等待 //当缓冲区空时迫使消费者等待 //控制程序结束 //用于线程间的互斥 //生产者线程 //消费者线程 - 2 -
    //创建各个互斥信号 g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); g_hEmptySemaphore = CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); //调整下面的数值，可以发现，当生产者个数多于消费者个数时， //生产速度快，生产者经常等待消费者；反之，消费者经常等待 const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3; const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; //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
    for (int i=0;i
    WaitForSingleObject(g_hEmptySemaphore,INFINITE); WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE); Take(); Consume(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL); } return 0; }  实验结果： 1.一个消费者三个生产者： 2.三个生产者三个消费者： - 5 -
    3.三个消费者一个生产者： 4.三个生产者四个消费者 - 6 -
    分数： 批阅老师： 200 年 月 日 - 7 -
    - 8 -
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