操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 生產(chǎn)者

肇慶學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程班級(jí)10網(wǎng)工1班姓名學(xué)號(hào)課程名稱計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)學(xué)年2011--2012學(xué)期1口/2| 課程類別專業(yè)必修?限選口任選口實(shí)踐口實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)四生產(chǎn)者一一消費(fèi)者問題算法的實(shí)現(xiàn)（選做）?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2012年5月9日?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:問題描述：一組生產(chǎn)者向一組消費(fèi)者提供消息，它們共享一個(gè)有界緩沖池，生產(chǎn)者向其中投放消息，消費(fèi)者從中取得消息。假定這些生產(chǎn)者和消費(fèi)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(fèi)者可從緩沖池取走一個(gè)消息。功能要求：根據(jù)進(jìn)程同步機(jī)制，編寫一個(gè)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(gè)緩沖區(qū)n個(gè)緩沖區(qū)（Buffer）?實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅阂弧?目的了解信號(hào)量的使用。加深對(duì)信號(hào)量機(jī)制的理解。要求理解生產(chǎn)者與消費(fèi)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(jī)制的方法。?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法與步驟：（使用附頁(yè)填寫并附在本頁(yè)后）?實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（使用附頁(yè)填寫并附在本頁(yè)后）?小結(jié)：本次課程設(shè)是關(guān)于生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間互斥和同步的問題。問題的實(shí)質(zhì)是P、V操作，實(shí)驗(yàn)設(shè)一個(gè)共享緩沖區(qū)，生產(chǎn)者和消費(fèi)者互斥的使用，當(dāng)一個(gè)線程使用緩沖區(qū)的時(shí)候，另一個(gè)讓其等待直到前一個(gè)線程釋放緩沖區(qū)為止。生產(chǎn)者與消費(fèi)者是一個(gè)與現(xiàn)實(shí)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(jì)，我們對(duì)操作系統(tǒng)的p、v進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，深入的了解p、v操作的實(shí)質(zhì)和其重要性。課本的理論知識(shí)進(jìn)一步闡述了現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問題。分?jǐn)?shù):批閱老師:2012年月日

分?jǐn)?shù):批閱老師:2012年月日肇慶學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院肇慶學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告(附頁(yè))實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法與步驟：實(shí)驗(yàn)方法與步驟：生產(chǎn)者功能描述：在同一個(gè)進(jìn)程地址空間內(nèi)執(zhí)行的兩個(gè)線程。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品，然后將物品放置在一個(gè)空緩沖區(qū)中供消費(fèi)者線程消費(fèi)。當(dāng)生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時(shí)，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(fèi)者線程釋放出一個(gè)空緩沖區(qū)。消費(fèi)者功能描述：消費(fèi)者線程從緩沖區(qū)中獲得物品，然后釋放緩沖區(qū)。當(dāng)消費(fèi)者線程消費(fèi)物品時(shí)，如果沒有滿的緩沖區(qū)，那么消費(fèi)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(dòng)方向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析生產(chǎn)者與消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)：這其中主要是通過多線程，來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的協(xié)調(diào)問題。生產(chǎn)者(producer) 消費(fèi)者(consumer):通過一些記錄性變量，來記錄模擬實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者的行為，通過輸入語(yǔ)句的提示程序采用OO設(shè)計(jì)模式，緩存區(qū)采用數(shù)組結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)。生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題算法的實(shí)現(xiàn)代碼#include<windows.h>#include<iostream>constunsignedshortSIZE_OF_BUFFER=10;//緩沖區(qū)長(zhǎng)度unsignedshortProductID=0; 〃產(chǎn)品號(hào)unsignedshortConsumeID=0; 〃將被消耗的產(chǎn)品號(hào)unsignedshortin=0; 〃產(chǎn)品進(jìn)緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)下標(biāo)unsignedshortout=0; 〃產(chǎn)品出緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)下標(biāo)intg_buffer[SIZE_OF_BUFFER]; //緩沖區(qū)是個(gè)循環(huán)隊(duì)列boolg_continue=true; 〃控制程序結(jié)束HANDLEg_hMutex; 〃用于線程間的互斥HANDLEg_hFullSemaphore; 〃當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)迫使生產(chǎn)者等待HANDLEg_hEmptySemaphore; 〃當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)迫使消費(fèi)者等待DWORDWINAPIProducer(LPVOID); 〃生產(chǎn)者線程DWORDWINAPIConsumer(LPVOID); 〃消費(fèi)者線程intmain(){〃創(chuàng)建各個(gè)互斥信號(hào)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(dāng)生產(chǎn)者個(gè)數(shù)多于消費(fèi)者個(gè)數(shù)時(shí)，//生產(chǎn)速度快，生產(chǎn)者經(jīng)常等待消費(fèi)者；反之，消費(fèi)者經(jīng)常等待constunsignedshortPRODUCERS_COUNT=3;〃生產(chǎn)者的個(gè)數(shù)constunsignedshortCONSUMERS_COUNT=1;//消費(fèi)者的個(gè)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(biāo)識(shí)符DWORDconsumerID[THREADS_COUNT];/艄費(fèi)者線程的標(biāo)識(shí)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(fèi)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(yùn)行g(shù)_continue=false;}}return0;}//生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品。簡(jiǎn)單模擬了一下，僅輸出新產(chǎn)品的ID號(hào)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(dāng)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(fèi)”；std::cout<<std::endl;}}//從緩沖區(qū)中取出一個(gè)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(dāng)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(fèi)”；std::cout<<std::endl;}}//消耗一個(gè)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(fèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.一個(gè)消費(fèi)者三個(gè)生產(chǎn)者:2ICJW'區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)ffffffffff實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.一個(gè)消費(fèi)者三個(gè)生產(chǎn)者:2ICJW'?進(jìn)程同步實(shí)驗(yàn)一一生產(chǎn)者與消費(fèi)善問題算法實(shí)現(xiàn)%￡消費(fèi)者…BglWW產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品編號(hào)為：3M新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩神區(qū)..顯示緩神區(qū)當(dāng)前的狀態(tài)，號(hào)號(hào)編12品產(chǎn)號(hào)^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(gè)生產(chǎn)者三個(gè)消費(fèi)者:圈程同步實(shí)驗(yàn)一生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題算法實(shí)現(xiàn)ksx3[打消費(fèi)者…愚回&肖耕產(chǎn)品:-蟲產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品 編號(hào)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(dāng)前的狀態(tài)二消費(fèi)生產(chǎn)0000消費(fèi)生產(chǎn)00000，押沖沖沖沖沖神戶戶戶外-KEKEKEKEKEKEKEKEKEKE■i<i-_..4I:，；：；：：：；：；：；：：：3?三個(gè)消費(fèi)者一個(gè)生產(chǎn)者:短口瑪由冀譴程同步實(shí)驗(yàn)一產(chǎn)漕與消費(fèi)者問題管法實(shí)現(xiàn)活x3[3個(gè)消費(fèi)者..H3屈f二不A富 羸尊化新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩抻