操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告三大問(wèn)題之生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告題 目三大經(jīng)典問(wèn)題之生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與任務(wù)1、加深對(duì)并發(fā)協(xié)作進(jìn)程同步與互斥概念的理解。 通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程 同步和互斥，使學(xué)生掌握有關(guān)進(jìn)程（線程）同步與互斥的原理，以 及解決進(jìn)程（線程）同步和互斥的算法，從而進(jìn)一步鞏固進(jìn)程（線 程）同步和互斥等有關(guān)的內(nèi)容。2、掌握進(jìn)程和線程的概念，進(jìn)程（線程）的控制原語(yǔ)或系統(tǒng)調(diào)用的 使用。3、了解Windows2000/XP中多線程的 并發(fā)執(zhí)行 機(jī)制，線程間的同步 和互斥。學(xué)習(xí)使用 Windows2000/XP中基本的同步對(duì)象，掌握相應(yīng)的 API函數(shù)。4、培養(yǎng)學(xué)生能夠獨(dú)立進(jìn)行知識(shí)綜合，獨(dú)立開(kāi)發(fā)較大程序的能力。5、培養(yǎng)

2、提高學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)能力和軟件的調(diào)試技術(shù)。6、培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)發(fā)大型程序的方法和相互合作的精神。7、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。8、培養(yǎng)學(xué)生的算法設(shè)計(jì)和算法分析能力。9、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行文字論述和文字表達(dá)的能力。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及其要求在 Windows?XP、Windows?2000等操作 系統(tǒng)下，使 用的 7c VB、 Java或C等編程語(yǔ) 言，采用 進(jìn)程（線程）同步和互斥的技術(shù) 編寫(xiě)程 序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題或哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題或讀者-寫(xiě)者問(wèn)題或自 己設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單進(jìn)程（線程）同步和互斥的實(shí)際問(wèn)題。要求：（1）經(jīng)調(diào)試后程序能夠正常運(yùn)行。(2)采用多進(jìn)程或多線程方式運(yùn)行，體現(xiàn)了進(jìn)程(線程) 同步互斥的關(guān)系。(

3、3)程序界面美觀。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)要求利用PV操作實(shí)現(xiàn)解決生產(chǎn) 者一一消費(fèi)者問(wèn)題中的 同步問(wèn)題。此問(wèn)題描述的是一群生產(chǎn)者進(jìn)程在生產(chǎn)產(chǎn)品并將這些產(chǎn) 品提供給消費(fèi)者進(jìn)程去消費(fèi)，在兩者之間設(shè)置了一個(gè)具有n個(gè)緩沖 區(qū)的緩沖池，生產(chǎn)者進(jìn)程將它所生產(chǎn)的產(chǎn)品放入一個(gè)緩沖區(qū)，消費(fèi) 者進(jìn)程可從緩沖區(qū)中取走產(chǎn)品去消費(fèi)，但它們之間必須保持同步， 即不允許消費(fèi)者進(jìn)程到一個(gè)空緩沖區(qū)去取產(chǎn)品，也不允許生產(chǎn)者進(jìn) 程向一個(gè)已裝滿且尚未取出的緩沖區(qū)中投放產(chǎn)品，并且生產(chǎn)者消費(fèi) 者互斥使用緩沖區(qū)。四、實(shí)驗(yàn)原理圖五、算法實(shí)現(xiàn)(1)有一個(gè)生產(chǎn)者線程 ProduceThread，有1個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程 CustomerThread; 緩沖區(qū)

4、為shareList 。(2)使用線程同步：用synchonized關(guān)鍵字(加鎖)使得一個(gè)時(shí)間內(nèi)只能 有一個(gè)線程得到執(zhí)行，另一個(gè)線程必須等待當(dāng)前線程執(zhí)行完這個(gè)代碼塊以后 才能執(zhí)行該代碼塊；wait()讓線程進(jìn)入等待狀態(tài)；notify ()函數(shù)喚醒一個(gè) 處于等待狀態(tài)的線程。(3)程序運(yùn)行流程圖如下： (如不在外旭中斷,程序?qū)⒁恢毖h(huán)運(yùn)行) 開(kāi)始消費(fèi)者倉(cāng)庫(kù)是否生產(chǎn)者生產(chǎn)者生消費(fèi)者等消費(fèi)者消喚醒消費(fèi)喚醒生產(chǎn)六、源代碼package操作系統(tǒng);/*產(chǎn)品類*/ publicclass Goods int id;String name;public String toString()return id+&q

5、uot; "+name;package操作系統(tǒng)；import/*消費(fèi)者線程：有產(chǎn)品時(shí)可以取出，無(wú)產(chǎn)品時(shí)等待*/publicclass CustomerThreadextends Threadprivate ListshareList;CustomerThread(ListshareList)this .shareList=shareList;publicvoid run()System. out .println("消費(fèi)線程已啟動(dòng) "+shareList.size();while (true )try synchronized (shareList)while (

6、shareList.size()=0)/ 如果沒(méi)有產(chǎn)品，消費(fèi)線程則等待 shareList.wait();while (shareList.size()>0)System. out.println("<- 消費(fèi)線程取出產(chǎn)品： "+shareList.remove(0).toString();shareList.notify(); catch (Exception ef)ef.printStackTrace();package 操作系統(tǒng);import/*生產(chǎn)者線程：無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)再存，存入一個(gè)要發(fā)通知*/publicclass ProduceThreadextends

7、Thread/構(gòu)造器參數(shù)是生產(chǎn)線程要放入的隊(duì)列public ProduceThread(ListshareList)this .shareList=shareList;publicvoid run()System. out .println(" 生產(chǎn)線程已啟動(dòng) "+shareList.size();while (true )try Thread. sleep (2000);synchronized (shareList)while (shareList.size()>0)shareList.wait();while (shareList.size()=0)Goods

8、gs = neWGoods();count+;gs.id= count;="產(chǎn)品"+ count;System. out .println("->生產(chǎn)線程放入對(duì)象:"+gs.toString();shareList.add(gs);/通知消費(fèi)線程，隊(duì)列中有對(duì)象了shareList.notify(); catch (Exception ef)ef.printStackTrace();/用來(lái)標(biāo)記放入對(duì)象的每一個(gè)獨(dú)立ID號(hào)privatestaticint count =0;/與消費(fèi)者線程或以共同存取的對(duì)象列表private Listshar

9、eList;package操作系統(tǒng)；public class Manage /主函數(shù)public static void main(String口 args)/生產(chǎn) 消費(fèi)線程交換對(duì)象的隊(duì)列/啟動(dòng)生產(chǎn)線程newProduceThread(shareList).start();/啟動(dòng)消費(fèi)線程newCustomerThread(shareList).start();七、運(yùn)行結(jié)果八、實(shí)驗(yàn)心得在此次實(shí)驗(yàn)中我們模擬PV擦作同步機(jī)構(gòu)，來(lái)解決消費(fèi)者與生產(chǎn)者這兩個(gè)進(jìn)程之間的同步協(xié)調(diào)問(wèn)題?。 實(shí)驗(yàn)中值得注意的是解決進(jìn)程同步需要做哪些工作，如何利用信號(hào)量機(jī)制來(lái)?解決進(jìn)程同步問(wèn)題等等。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)操作系統(tǒng)的p、 v 有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，深入了解了p、 v 操作的實(shí)質(zhì)和其重要性，加深了我對(duì)操作系統(tǒng)中多線程機(jī)制的理解和認(rèn)識(shí)，更讓我認(rèn)識(shí)到知識(shí)的掌握，僅靠學(xué)習(xí)理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要與實(shí)際動(dòng)手操作相結(jié)合才能更好地理解和分析問(wèn)題。此外，我也發(fā)現(xiàn)自己在編程上仍存在較大的問(wèn)題，本次實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)java