操作系統(tǒng)實驗報告 生產(chǎn)者

肇慶學院計算機學院實驗報告專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程班級10網(wǎng)工1班姓名學號課程名稱計算機操作系統(tǒng)學年2011--2012學期1口/2| 課程類別專業(yè)必修?限選口任選口實踐口實驗名稱：實驗四生產(chǎn)者一一消費者問題算法的實現(xiàn)（選做）?實驗內(nèi)容:實驗時間：2012年5月9日?實驗內(nèi)容:問題描述：一組生產(chǎn)者向一組消費者提供消息，它們共享一個有界緩沖池，生產(chǎn)者向其中投放消息，消費者從中取得消息。假定這些生產(chǎn)者和消費者互相等效，只要緩沖池未滿，生產(chǎn)者可將消息送入緩沖池，只要緩沖池未空，消費者可從緩沖池取走一個消息。功能要求：根據(jù)進程同步機制，編寫一個解決上述問題的程序，可顯示緩沖池狀態(tài)、放數(shù)據(jù)、取數(shù)據(jù)等過程。n個緩沖區(qū)n個緩沖區(qū)（Buffer）?實驗?zāi)康募耙螅阂弧?目的了解信號量的使用。加深對信號量機制的理解。要求理解生產(chǎn)者與消費者問題模型，掌握解決該問題的算法思想。掌握正確使用同步機制的方法。?實驗內(nèi)容、方法與步驟：（使用附頁填寫并附在本頁后）?實驗結(jié)果：（使用附頁填寫并附在本頁后）?小結(jié)：本次課程設(shè)是關(guān)于生產(chǎn)者與消費者之間互斥和同步的問題。問題的實質(zhì)是P、V操作，實驗設(shè)一個共享緩沖區(qū)，生產(chǎn)者和消費者互斥的使用，當一個線程使用緩沖區(qū)的時候，另一個讓其等待直到前一個線程釋放緩沖區(qū)為止。生產(chǎn)者與消費者是一個與現(xiàn)實有關(guān)的經(jīng)典問題，與“和尚挑水”問題的原理相同，通過此原理舉一反三可以解決其他類似的問題。過本課程設(shè)計，我們對操作系統(tǒng)的p、v進一步的認識，深入的了解p、v操作的實質(zhì)和其重要性。課本的理論知識進一步闡述了現(xiàn)實中的實際問題。分數(shù):批閱老師:2012年月日

分數(shù):批閱老師:2012年月日肇慶學院計算機學院肇慶學院計算機學院實驗報告(附頁)實驗內(nèi)容、方法與步驟：實驗方法與步驟：生產(chǎn)者功能描述：在同一個進程地址空間內(nèi)執(zhí)行的兩個線程。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品，然后將物品放置在一個空緩沖區(qū)中供消費者線程消費。當生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時，如果沒有空緩沖區(qū)可用，那么生產(chǎn)者線程必須等待消費者線程釋放出一個空緩沖區(qū)。消費者功能描述：消費者線程從緩沖區(qū)中獲得物品，然后釋放緩沖區(qū)。當消費者線程消費物品時，如果沒有滿的緩沖區(qū)，那么消費者線程將被阻塞，直到新的物品被生產(chǎn)出來。程序結(jié)構(gòu)圖：生產(chǎn)指針 浦普指針Consufiier1Consumer2生產(chǎn)指針 浦普指針Consufiier1Consumer2ConsumerNProducer2ProducerM滿/空共享緩沖區(qū)指針移動方向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析生產(chǎn)者與消費者實現(xiàn)：這其中主要是通過多線程，來實現(xiàn)生產(chǎn)者和消費者之間的協(xié)調(diào)問題。生產(chǎn)者(producer) 消費者(consumer):通過一些記錄性變量，來記錄模擬實現(xiàn)生產(chǎn)者的行為，通過輸入語句的提示程序采用OO設(shè)計模式，緩存區(qū)采用數(shù)組結(jié)構(gòu)存儲。生產(chǎn)者與消費者問題算法的實現(xiàn)代碼#include<windows.h>#include<iostream>constunsignedshortSIZE_OF_BUFFER=10;//緩沖區(qū)長度unsignedshortProductID=0; 〃產(chǎn)品號unsignedshortConsumeID=0; 〃將被消耗的產(chǎn)品號unsignedshortin=0; 〃產(chǎn)品進緩沖區(qū)時的緩沖區(qū)下標unsignedshortout=0; 〃產(chǎn)品出緩沖區(qū)時的緩沖區(qū)下標intg_buffer[SIZE_OF_BUFFER]; //緩沖區(qū)是個循環(huán)隊列boolg_continue=true; 〃控制程序結(jié)束HANDLEg_hMutex; 〃用于線程間的互斥HANDLEg_hFullSemaphore; 〃當緩沖區(qū)滿時迫使生產(chǎn)者等待HANDLEg_hEmptySemaphore; 〃當緩沖區(qū)空時迫使消費者等待DWORDWINAPIProducer(LPVOID); 〃生產(chǎn)者線程DWORDWINAPIConsumer(LPVOID); 〃消費者線程intmain(){〃創(chuàng)建各個互斥信號g_hMutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);g_hFullSemaphoreCreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);g_hEmptySemaphore=CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);〃調(diào)整下面的數(shù)值，可以發(fā)現(xiàn)，當生產(chǎn)者個數(shù)多于消費者個數(shù)時，//生產(chǎn)速度快，生產(chǎn)者經(jīng)常等待消費者；反之，消費者經(jīng)常等待constunsignedshortPRODUCERS_COUNT=3;〃生產(chǎn)者的個數(shù)constunsignedshortCONSUMERS_COUNT=1;//消費者的個數(shù)〃總的線程數(shù)constunsignedshortTHREADS_COUNT=PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;HANDLEhThreads[PRODUCERS_COUNT];/各線程的handleDWORDproducerID[CONSUMERS_COUNT];//生產(chǎn)者線程的標識符DWORDconsumerID[THREADS_COUNT];/艄費者線程的標識符〃創(chuàng)建生產(chǎn)者線程for(inti=0;i<PRODUCERS_COUNT;++i){hThreads[i]=CreateThread(NULL,0jProducer,NULL,0,&producerID[i]);if(hThreads[i]==NULL)return-1;}〃創(chuàng)建消費者線程for(i=0;i<CONSUMERS_COUNT;++i){hThreads[PRODUCERS_COUNT+i]=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerID[i]);if(hThreads[i]==NULL)return-1;}while(g_continue){if(getchar()){//按回車后終止程序運行g(shù)_continue=false;}}return0;}//生產(chǎn)一個產(chǎn)品。簡單模擬了一下，僅輸出新產(chǎn)品的ID號voidProduce(){std::cerr<<"Producing"<<++ProductID<<"...";std::cerr<<"Succeed"<<std::endl;}//把新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩沖區(qū)voidAppend(){std::cerr<<"Appendingaproduct...";g_buffer[in]=ProductID;in=(in+1)%SIZE_OF_BUFFER;std::cerr<<"Succeed"<<std::endl;//輸出緩沖區(qū)當前的狀態(tài)for(inti=0;i<SIZE_OF_BUFFER;++i){std::cout<<i<<":"<<g_buffer[i];if(i==in)std::cout<<"<--生產(chǎn)”；if(i==out)std::cout<<”<--消費”；std::cout<<std::endl;}}//從緩沖區(qū)中取出一個產(chǎn)品voidTake(){std::cerr<<"Takingaproduct...”;ConsumeID=g_buffer[out];out=(out+1)%SIZE_OF_BUFFER;std::cerr<<"Succeed"<<std::endl;〃輸出緩沖區(qū)當前的狀態(tài)for(inti=0;i<SIZE_OF_BUFFER;++i){std::cout<<i<<":"<<g_buffer[i];if(i==in)std::cout<<"<--生產(chǎn)”；if(i==out)std::cout<<"<--消費”；std::cout<<std::endl;}}//消耗一個產(chǎn)品voidConsume(){std::cerr<<"Consuming"<<ConsumeID<<"...";std::cerr<<"Succeed"<<std::endl;}//生產(chǎn)者DWORDWINAPIProducer(LPVOIDlpPara){while(g_continue){WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE);WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE);Produce();Append();Sleep(1500);ReleaseMutex(g_hMutex);ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL);}return0;}//消費者DWORDWINAPIConsumer(LPVOIDlpPara){while(g_continue){WaitForSingleObject(g_hEmptySemaphore,INFINITE);

WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE);Take();Consume();Sleep(1500);ReleaseMutex(g_hMutex);ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL);}return0;}區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)ffffffffff實驗結(jié)果：1.一個消費者三個生產(chǎn)者:2ICJW'區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)ffffffffff實驗結(jié)果：1.一個消費者三個生產(chǎn)者:2ICJW'?進程同步實驗一一生產(chǎn)者與消費善問題算法實現(xiàn)%￡消費者…BglWW產(chǎn)一個產(chǎn)品編號為：3M新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩神區(qū)..顯示緩神區(qū)當前的狀態(tài)，號號編12品產(chǎn)號^0123456789區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)ffffffffff抑ffffffffff2.2.三個生產(chǎn)者三個消費者:圈程同步實驗一生產(chǎn)者與消費者問題算法實現(xiàn)ksx3[打消費者…愚回&肖耕產(chǎn)品:-蟲產(chǎn)一個產(chǎn)品 編號為&5卜巴新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩沖區(qū)一屈示緩沖區(qū)當前的狀態(tài)二消費生產(chǎn)0000消費生產(chǎn)00000，押沖沖沖沖沖神戶戶戶外-KEKEKEKEKEKEKEKEKEKE■i<i-_..4I:，；：；：：：；：；：；：：：3?三個消費者一個生產(chǎn)者:短口瑪由冀譴程同步實驗一產(chǎn)漕與消費者問題管法實現(xiàn)活x3[3個消費者..H3屈f二不A富 羸尊化新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩抻