1實驗1：生產(chǎn)者消費者問題

福建農(nóng)林大學金山學院實驗報告系（教研室）： 專業(yè)： 計算機科學與技術(shù) 年級： 實驗課程： 生產(chǎn)者與消費者實驗 姓名： 學號： 實驗室號：1#608計算機號： 實驗時間： 指導教師簽字： 成績： 實驗1：生產(chǎn)者消費者問題一、 實驗?zāi)康纳a(chǎn)者消費者問題是操作系統(tǒng)中經(jīng)典的同步和互斥問題。通過實驗，要求學生掌握兩者之間的同步信號量和互斥信號量的使用，更深刻了解臨界資源、同步和互斥的概念。二、 實驗要求1. 一組生產(chǎn)者通過一個具有N個緩沖區(qū)的緩沖池循環(huán)不斷地向一組消費者提供產(chǎn)品。2. 建一個隊列, 隊列的長度由n記錄, 定義兩個指針, 分別指向隊列的頭和尾消費者從頭指針讀取數(shù)據(jù),每讀取一個數(shù)據(jù)把n-， 生產(chǎn)者把數(shù)據(jù)寫入尾指針, 每寫入一個數(shù)據(jù)就n+，當n=N的時候生產(chǎn)者暫停寫入數(shù)據(jù)。3. 注意：緩沖池隊列，用互斥鎖保護。三、 實驗內(nèi)容和原理1. 分別畫出生產(chǎn)者和消費者的流程圖是否有空數(shù)據(jù)單元阻塞等待資源被喚醒（消費者）阻塞等待使用權(quán)是否可用被喚醒寫數(shù)據(jù)歸還使用權(quán)數(shù)據(jù)單元+1喚醒消費者生產(chǎn)者數(shù)據(jù)否有否是是否有數(shù)據(jù)單元阻塞等待資源被喚醒（生產(chǎn)者）阻塞等待使用權(quán)是否可用被喚醒取數(shù)據(jù)歸還使用權(quán)數(shù)據(jù)單元+1喚醒消費者消費者數(shù)據(jù)否有否是2. 針對生產(chǎn)者和消費者問題，可以分為哪幾種情況，使用了哪些原語？分別代表什么意思？過程如何？闡述哪些進程之間存在同步，哪些進程之間存在互斥。3. 緩沖區(qū)是否為臨界資源？是否可以循環(huán)使用？通過什么來實現(xiàn)？舉例說明（可畫圖）四、 實驗環(huán)境1. 硬件：PC機；2. 軟件：Windows操作系統(tǒng)、VC6.0。五、 算法描述及實驗步驟#include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10; unsigned short ProductID = 0; unsigned short ConsumeID = 0; unsigned short in = 0; unsigned short out = 0; int g_bufferSIZE_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() 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); const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3; const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; const unsigned short THREADS_COUNT = PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT; HANDLE hThreadsPRODUCERS_COUNT; DWORD producerIDCONSUMERS_COUNT; DWORD consumerIDTHREADS_COUNT; for (int i=0;iPRODUCERS_COUNT;+i) hThreadsi=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1; for ( i=0;iCONSUMERS_COUNT;+i) hThreadsPRODUCERS_COUNT+i=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1; while(g_continue) if(getchar() /按回車后終止程序運行 g_continue = false; return 0;void Produce() std:cerr Producing +ProductID . ; std:cerr Succeed std:endl; void Append() std:cerr Appending a product . ; g_bufferin = ProductID; in = (in+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl; for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : g_bufferi; if (i=in) std:cout - 生產(chǎn); if (i=out) std:cout - 消費; std:cout std:endl; void Take() std:cerr Taking a product . ; ConsumeID = g_bufferout; out = (out+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl; for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : g_bufferi; if (i=in) std:cout - 生產(chǎn); if (i=out) std:cout - 消費; std:cout std:endl; void Consume() std:cerr Consuming ConsumeID . ; std:cerr Succeed std:endl;DWORD WINAPI Producer(LPVOID lpPara) while(g_continue) WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE); WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE); Produce(); Append(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL); return 0;DWORD WINAPI Consumer(LPVOID lpPara) while(g_continue) WaitForSingleObject(g_hEmptySemaphore,INFINITE); WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE); Take(); Consume(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL); return 0;六、 調(diào)試過程程序有錯誤：在94 和108行分別少了兩個封號。經(jīng)改正后無錯誤如圖所示：七、 實驗結(jié)果七、總結(jié)通