實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題

實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題可并發(fā)的多線程

設(shè)計(jì)題目與要求問(wèn)題簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)思想及原理系統(tǒng)平臺(tái)、語(yǔ)言及工具數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模塊說(shuō)明程序源碼及運(yùn)行結(jié)果11設(shè)計(jì)題目與要求231設(shè)計(jì)題目與要求2問(wèn)題簡(jiǎn)介4一、問(wèn)題背景生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題是一個(gè)經(jīng)典的進(jìn)程同步問(wèn)題，該問(wèn)題最早由Dijkstra提出，用以演示他提出的信號(hào)量機(jī)制。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)。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)生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時(shí)，如果沒(méi)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)。當(dāng)消費(fèi)者線程消費(fèi)物品時(shí)，如果沒(méi)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(lái)。2問(wèn)題簡(jiǎn)介53設(shè)計(jì)思想及原理6在操作系統(tǒng)原理課程中，我們已經(jīng)了解到了可以采用信號(hào)量來(lái)解決n個(gè)進(jìn)程的臨界區(qū)問(wèn)題，這n個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)信號(hào)量mutex(mutualexclusion)，并初始化為1。每個(gè)進(jìn)程Pi的組織結(jié)構(gòu)如下圖。由于本系統(tǒng)我們研究的是有限緩沖區(qū)（Bounded-Buffer）的生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題。而且根據(jù)初始條件可知，該緩沖區(qū)內(nèi)有20個(gè)緩沖項(xiàng)，每個(gè)緩沖項(xiàng)存儲(chǔ)一個(gè)整形數(shù)。信號(hào)量mutex提供了對(duì)緩沖池訪問(wèn)的互斥要求，并初始化為1。信號(hào)量empty和full分別用來(lái)表示空緩沖項(xiàng)和滿緩沖項(xiàng)的數(shù)量。信號(hào)量empty初始化為20，而信號(hào)量full初始化為0；3設(shè)計(jì)思想及原理7生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程的代碼如圖。注意生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的對(duì)稱性可以這樣來(lái)理解代碼：生產(chǎn)者為消費(fèi)者生產(chǎn)滿緩沖項(xiàng)，或消費(fèi)者為生產(chǎn)者生產(chǎn)空緩沖項(xiàng)。4系統(tǒng)平臺(tái)、語(yǔ)言及工具8

此實(shí)驗(yàn)在操作系統(tǒng)Ubuntu9.10下實(shí)現(xiàn)，主要用到的工具為vi和gedit(用于源代碼的編輯)，以及GCC工具（用于源代碼的編譯鏈接等）。具體版本：Vi(7.2.245)gcc(4.4.1)

5數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模塊說(shuō)明96程序源碼及運(yùn)