操作系統(tǒng)進(jìn)程同步和互斥的試驗(yàn)報(bào)告

1、v1.0可編輯可修改湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：年級(jí)專業(yè)班級(jí)日期2008年11月25日成績(jī)課程名稱操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)名稱進(jìn)程同步和互斥實(shí)驗(yàn)類型【實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求】?）通過(guò)編寫程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程同步和互斥，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）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。（3）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）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?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】在WindowsXP

2、操作系統(tǒng)下，使用java等編程語(yǔ)言，采用進(jìn)程（線程）同步和互斥的技術(shù)編寫程序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題。【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】（含主要設(shè)計(jì)設(shè)備、器材、軟件等）裝有的PC電腦一臺(tái)v1.0可編輯可修改【實(shí)驗(yàn)步驟、過(guò)程】（含原理圖、流程圖、關(guān)鍵代碼，或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中的記錄、數(shù)據(jù)等）生產(chǎn)者進(jìn)程（進(jìn)程由多個(gè)線程組成）生產(chǎn)信息，例如它可以是計(jì)算進(jìn)程。消費(fèi)者進(jìn)程使用信息，它可以是輸出打印進(jìn)程。由于生產(chǎn)者和消費(fèi)者彼此獨(dú)立，且運(yùn)行速度不確定，所以很可能出現(xiàn)生產(chǎn)者已產(chǎn)生了信息而消費(fèi)者卻沒(méi)有來(lái)得及接受信息這種情況。為此，需要引入由一個(gè)或者若干個(gè)存儲(chǔ)單元組成的臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)，以便存放生產(chǎn)者所產(chǎn)生的信息，平滑進(jìn)程間由于速度不確定所帶來(lái)的問(wèn)題

3、。這個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)叫做緩沖區(qū)，通常用一維數(shù)組來(lái)表示。由一個(gè)或若干個(gè)存儲(chǔ)單元組成的緩沖區(qū)叫作“有窮緩沖區(qū)”。下面我們來(lái)分析一下有窮緩沖的生產(chǎn)者和消費(fèi)者的例子。原理圖假設(shè)有多個(gè)生產(chǎn)者和多個(gè)消費(fèi)者，它們共享一個(gè)具有n個(gè)存儲(chǔ)單元的有窮緩沖區(qū)Buffer（0n-1）,這是一個(gè)環(huán)形隊(duì)列。其隊(duì)尾指針Rear指向當(dāng)前信息應(yīng)存放的位置（BufferRear）,隊(duì)首指針Front指向當(dāng)前取出信息的位置（Bufferfront）。生產(chǎn)者進(jìn)程總是把信息存放在BufferRear中，消費(fèi)者進(jìn)程則總是從BufferRear中取出信息。如果想使生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程協(xié)調(diào)合作，則必須使它們遵循如下規(guī)則：1）只要緩沖區(qū)有存儲(chǔ)單元

4、，生產(chǎn)者都可往其中存放信息；當(dāng)緩沖區(qū)已滿時(shí)，若任意生產(chǎn)者提出寫要求，則都必須等待；2）只要緩沖區(qū)中有消息可取，消費(fèi)者都可從緩沖區(qū)中取出消息；當(dāng)緩沖區(qū)為空時(shí)，若任意消費(fèi)者想取出信息，則必須等待；3）生產(chǎn)者們和消費(fèi)者們不能同時(shí)讀、寫緩沖區(qū)。v1.0可編輯可修改流程圖代碼：publicclassProducerconsumerpublicstaticvoidmain(String口args)SyncStackss=newSyncStack();Producerp=newProducer(ss);Consumerc=newConsumer(ss);newThread(p).start();newThr

5、ead(p).start();newThread(p).start();newThread(c).start();v1.0可編輯可修改)classWoTouintid;WoTou(intid)=id;)publicStringtoString()returnWoTou:+id;)classSyncStackintindex=0;WoTouarrWT=newWoTou6;publicsynchronizedvoidpush(WoTouwt)while(index=try();catch(InterruptedExceptione)();();arrWTindex=wt;index+;v1.0可編

6、輯可修改publicsynchronizedWoToupop()while(index=0)try();catch(InterruptedExceptione)();();index-;returnarrWTindex;classProducerimplementsRunnableSyncStackss=null;Producer(SyncStackss)=ss;publicvoidrun()for(inti=0;i20;i+)WoTouwt=newWoTou(i);(wt);生產(chǎn)了：+wt);try(int)()*200);v1.0可編輯可修改catch(InterruptedExcepti

7、one)();classConsumerimplementsRunnableSyncStackss=null;Consumer(SyncStackss)=ss;publicvoidrun()for(inti=0;i20;i+)WoTouwt=();消費(fèi)了：+wt);try(int)()*1000);catch(InterruptedExceptione)();結(jié)果：(隨機(jī)的)生產(chǎn)了：WoTou:0生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:生產(chǎn)了:生產(chǎn)了:生產(chǎn)了:生產(chǎn)了:消費(fèi)了消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了生產(chǎn)了:消費(fèi)了v1.0可編輯可修改W

8、oTou:0WoTou:0WoTou:1WoTou:1WoTou:1WoTou:2WoTou:3WoTou:2WoTou:3WoTou:4WoTou:4WoTou:5WoTou:5WoTou:6WoTou:6WoTou:2WoTou:2WoTou:3WoTou:3WoTou:4WoTou:4WoTou:5WoTou:5WoTou:6WoTou:6【實(shí)驗(yàn)結(jié)果或總結(jié)】（對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)分析，或總結(jié)實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，并提出實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見）經(jīng)過(guò)幾天的努力實(shí)驗(yàn)終于完成，程序能正確運(yùn)行。對(duì)線程的同步與互斥技術(shù)有了比較深刻的了解，生v1.0可編輯可修改產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題是研究多線程程序時(shí)繞不開的問(wèn)題，它的描述是有一塊生產(chǎn)者和消費(fèi)者共享的有界緩沖區(qū)，生產(chǎn)者往緩沖區(qū)放入產(chǎn)品，消費(fèi)者從緩沖區(qū)取走產(chǎn)品，這個(gè)過(guò)程可以無(wú)休止的執(zhí)行，不能因緩沖區(qū)滿生產(chǎn)者放不進(jìn)產(chǎn)品而終止，也不能因緩沖區(qū)空消費(fèi)者無(wú)產(chǎn)品可取而終止。