操作系統(tǒng)實驗一-進(jìn)程同步

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)實驗一進(jìn)程同步一、實驗?zāi)康模悍治鲞M(jìn)程的同步與互斥現(xiàn)象，編程實現(xiàn)經(jīng)典的進(jìn)程同步問題——生產(chǎn)者與消費者問題的模擬，進(jìn)一步加深對進(jìn)程同步與互斥的理解。二、實驗內(nèi)容：用C語言實現(xiàn)對生產(chǎn)者與消費者問題的模擬。實驗原理：生產(chǎn)者和消費者是經(jīng)典的進(jìn)程同步問題，在這個問題中，生產(chǎn)者不斷的向緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)，而消費者則從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)。生產(chǎn)者進(jìn)程和消費者對緩沖區(qū)的操作是互斥，即當(dāng)前只能有一個進(jìn)程對這個緩沖區(qū)進(jìn)行操作，生產(chǎn)者進(jìn)入操作緩沖區(qū)之前，先要看緩沖區(qū)是否已滿，如果緩沖區(qū)已滿，則它必須等待消費者進(jìn)程將數(shù)據(jù)取出才能寫入數(shù)據(jù)，同樣的，消費者進(jìn)程從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)之前，也要判斷緩沖區(qū)是否為空，如果為空，則必須等待生產(chǎn)者進(jìn)程寫入數(shù)據(jù)才能讀取數(shù)據(jù)。三、實驗準(zhǔn)備：1.實現(xiàn)步驟：（1）分析計算機系統(tǒng)中對資源的分配與釋放過程：計算機系統(tǒng)中的每個進(jìn)程都可以消費或生產(chǎn)某類資源。當(dāng)系統(tǒng)中某一進(jìn)程使用某一資源時，可以看作是消耗，且該進(jìn)程稱為消費者。而當(dāng)某個進(jìn)程釋放資源時，則它就相當(dāng)一個生產(chǎn)者。（2）定義生產(chǎn)者消費者問題中的各數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并初始化信號量；（3）創(chuàng)建生產(chǎn)者與消費者進(jìn)程，利用信號量實現(xiàn)生產(chǎn)者與消費者之間的同步與互斥；最后編程實現(xiàn)。2.相關(guān)函數(shù)：在實現(xiàn)的過程中需要用到以下API函數(shù)：（1）CreateThread（）//該函數(shù)創(chuàng)建一個在調(diào)用進(jìn)程的地址空間中執(zhí)行的線程。若線程創(chuàng)建成功，將返回該線程的句柄。函數(shù)原型：

HANDLECreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,//描述安全性，用NULL表示使用缺省值DWORDdwStackSize,

//新線程擁有自己的堆棧，0表示使用缺省值1MB，推薦LPTHREAD_START_ROUTINE

lpStartAddress,

//新線程的起始地址，放線程函數(shù)名稱LPVOID

lpParameter，//此值被傳送到線程函數(shù)去作為參數(shù)DWORDdwCreationFlags,//允許產(chǎn)生一個暫時掛起的線程，默認(rèn)是0立即開始執(zhí)行LPDWORDlpThreadld

);//新線程的ID被傳到這用法舉例： hHandle1=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadName1,(LPVOID)NULL,0,&dwThreadID1);（2）CreateMutex（）函數(shù)可用來創(chuàng)建一個有名或無名的互斥量對象，函數(shù)返回值為互斥對象的句柄。其函數(shù)原型為：HANDLECreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpMutexAttributes,//指向安全屬性的指針，為NULL時，信號量得到一個默認(rèn)的安全描述BOOLbInitialOwner,//初始化互斥對象的所有者LPCTSTRlpName);//指向互斥對象名用法舉例：handleg_hMutex;g_hMutex=CreateMutex(NULL,FALSE,”mutexname1”);（3）ReleaseMutex（）該函數(shù)放棄指定互斥對象的擁有權(quán)。每使用一次，MUTEX引用計數(shù)自加1；函數(shù)原型：BOOLReleaseMutex(

HANDLEhMutex//想要釋放的信號量句柄)；HANDLEhHandle1=NULL;BOOLrc;rc=ReleaseMutex(hHandle1);（4）CreateSemaphore（）是創(chuàng)建信號量，返回信號量對象的句柄。其函數(shù)原型為：HANDLECreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSemaphoreAttributes,//安全屬性指針LONGlInitialCount,//初始計數(shù)LONGlMaximumCount,//最大計數(shù)LPCTSTRlpName//對象名);用法舉例：staticHANDLEhHandle1=NULL; hHandle1=CreateSemaphore(NULL,0,1,"SemaphoreName1");（5）ReleaseSemaphore（）是增加信號量BOOLReleaseSemaphore(HANDLEhSemaphore,//信號量句柄LONGlReleaseCount,//計數(shù)遞增數(shù)量LPLONGlpPreviousCount//先前計數(shù));用法舉例：HANDLEhHandle1=NULL;BOOLrc; rc=ReleaseSemaphore(hHandle1,1,NULL);（6）WaitForSingleObject函數(shù)功能：（用來檢測handle事件的信號狀態(tài)）當(dāng)如下情況之一發(fā)生時該函數(shù)返回：指定對象處于信號態(tài)；超時。函數(shù)原型：

DWORD

WaitForSingleObject(

HANDLEhHandle，//等待對象的線程HANDLE，或者僅僅是一個句柄，如信號量

DWORDdwMilliseconds//如果輸入INFINITE，則無窮等待，直到HANDLE激活為止)；用法舉例：staticHANDLEhHandle1=NULL; DWORDdRes,;dRes=WaitForSingleObject(hHandle1,IN