生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題實(shí)驗(yàn)報(bào)告

操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題 姓名/學(xué)號(hào)： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊陨a(chǎn)者和消費(fèi)者問(wèn)題為例，學(xué)習(xí)Linux和Windows下進(jìn)程通信、同步機(jī)制的具體實(shí)現(xiàn)方法，主要是信號(hào)量和共享內(nèi)存。熟悉相關(guān)系統(tǒng)API的用法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用共享內(nèi)存和信號(hào)量機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)生產(chǎn)者/消費(fèi)者進(jìn)程間的通信和同步。要求在Linux和Windows下分別實(shí)現(xiàn)。緩沖區(qū)大小為3，初始為空。2個(gè)生產(chǎn)者，隨機(jī)等待一段時(shí)間，往緩沖區(qū)添加數(shù)據(jù)，重復(fù)6次。3個(gè)消費(fèi)者，重復(fù)4次。三、 實(shí)驗(yàn)環(huán)境Ubuntu10.10,GCC;Windows7,VC6.0;四、 程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Linux下：(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存定義為一個(gè)結(jié)構(gòu)，使得其數(shù)據(jù)成員更清晰且操作變得簡(jiǎn)單。共享緩沖區(qū)采用循環(huán)隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由上面的結(jié)構(gòu)structbuf{intstart;intend;intinfo[BUF_NUM];}維護(hù)。其中start為隊(duì)頭指針，end為隊(duì)尾指針，info為數(shù)據(jù)區(qū)域。(2)算法：大致由三個(gè)模塊組成：主程序(main)：創(chuàng)建信號(hào)量、共享內(nèi)存并進(jìn)行初始化創(chuàng)建生產(chǎn)者、消費(fèi)者進(jìn)程，生產(chǎn)者執(zhí)行pro_fun(),消費(fèi)者執(zhí)行con_fun()等待所有子進(jìn)程的結(jié)束刪除信號(hào)量、共享內(nèi)存生產(chǎn)者進(jìn)程(pro_fun)：通過(guò)key獲得信號(hào)量、共享內(nèi)存的ID,將內(nèi)存添加到自己的地址空間P(empty)，P(mutex)，Add(data)，V(mutex)，V(full)解除和共享內(nèi)存的關(guān)聯(lián)消費(fèi)者進(jìn)程(con_fun)：i.通過(guò)key獲得信號(hào)量、共享內(nèi)存的ID,將內(nèi)存添加到自己的地址空間

P(full),P(mutex),Add(data),V(mutex),V(empty)解除和共享內(nèi)存的關(guān)聯(lián)d.循環(huán)隊(duì)列部分：加入數(shù)據(jù)： info[end]=value;end=(end+1)%3;取出數(shù)據(jù)：temp=info[start];info[start]=0;(start=start+1)%3;returntemp;(3)程序流程圖：a.主函數(shù)：b.生產(chǎn)者進(jìn)程:c.消費(fèi)者進(jìn)程和生產(chǎn)者類(lèi)似4.Windows下:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：和Linux大致相同算法：創(chuàng)建的子進(jìn)程調(diào)用正在執(zhí)行的文件本身，通過(guò)main函數(shù)的參數(shù)區(qū)分主進(jìn)程和生產(chǎn)者、消費(fèi)者進(jìn)程。主進(jìn)程、消費(fèi)者、生產(chǎn)者進(jìn)程的流程和Linux類(lèi)似，只是系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)不同。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析1.Linux:顯示內(nèi)容的格式為：時(shí)間-生產(chǎn)(消費(fèi))者進(jìn)程ID加入(取走)一數(shù)據(jù)--緩沖區(qū)狀態(tài)00001000011000566eQaQ70000330033Q9009666996600990339030001100066660QQ07Q0000/789087198789179081798701■777877877778877878777788777777777777777777777777$斗44444444444444444444444邛咅者者吉者者音者者育者者者者書(shū)考者者考害者者害者町產(chǎn)產(chǎn)費(fèi)費(fèi)產(chǎn)產(chǎn)費(fèi)費(fèi)產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)費(fèi)費(fèi)產(chǎn)費(fèi)費(fèi)產(chǎn)費(fèi)產(chǎn)M產(chǎn)產(chǎn)賈費(fèi)e/主生消消主主消消生生生消消生消消生消生消主主消消dO■■000033336666666900092223U222222222222222233333333n^Lw-^T-iT-atj怪了￡了\TJ\J\_J\_J\_J\_JuZJZJZJZJ4^ZJZJijZJZJZJJ?ZJij4ZZJbu222222222222222222222222IX1-1A1A■￡1ATA1AILIX1A1-lx1-eTr--L--Tr-Tr--II-Tr--Li-Tr.-L--”-L---II-Tr-Tr_-II--L---L-一-r---T--1■--II--II--!■-TT-rmmmmmmmmmm---mmmmmmmmmmmrmmar1T±T±1T*T±1T*T±1Tat_-11-11-110222222222222222222222222如圖，由緩沖區(qū)狀態(tài)可知，生產(chǎn)者消費(fèi)者進(jìn)程實(shí)現(xiàn)了互斥訪(fǎng)問(wèn)共享緩沖區(qū)，且在緩沖區(qū)為空時(shí)，消費(fèi)者等待，緩沖區(qū)滿(mǎn)時(shí)，生產(chǎn)者等待。由于題目設(shè)定生產(chǎn)12次消費(fèi)12次，故最后緩沖區(qū)為空。Windows：顯示內(nèi)容格式為：時(shí)間--Iadd(get)adata--緩沖區(qū)狀態(tài)。共享內(nèi)存為0時(shí)表示無(wú)數(shù)據(jù)，為1時(shí)表示有數(shù)據(jù)。

fi!il2/04zG3012/04/63012/04/03?12/04/(53.012/04/R3012/04/63012/04/032/04/63012/04/S3軸丄2F04/0301012/04/03SJ1012/04^B301?12/04/B3?12/M/03?12/^4/63酬012/04/03012/04/03'ressanykey012/04^G201012/04/B3恥012/04/03to00000000000035.00135.01135.M3135.0413fc.H7136.87136.881fi!il2/04zG3012/04/63012/04/03?12/04/(53.012/04/R3012/04/63012/04/032/04/63012/04/S3軸丄2F04/0301012/04/03SJ1012/04^B301?12/04/B3?12/M/03?12/^4/63酬012/04/03012/04/03'ressanykey012/04^G201012/04/B3恥012/04/03to00000000000035.00135.01135.M3135.0413fc.H7136.87136.88136.90138.73538.73638.74538.74640.60740.60S4SS.61740.61842.48542.48642.50242.50244.37944.3??44.38944.3H?cont￡：：ueaddaddgetgetAddgetaddgetaddgetaddgetaddgetaddgetaddgetaddgetaddgetaddsetdata,data,data,data,dla七h(yuǎn)*data,data,data,data,data,data,data,data,data,data,data,data.data,data,data,data,data,data,dataxM-0如圖，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。五、討論、心得共享內(nèi)存定義為結(jié)構(gòu)會(huì)簡(jiǎn)化操作。主進(jìn)程應(yīng)等待子進(jìn)程結(jié)束后再銷(xiāo)毀信號(hào)量及共享內(nèi)存，不然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。Windows下的沒(méi)有特定的P操作函數(shù)，而是由WaitForSingleObjectQ來(lái)實(shí)現(xiàn)。主進(jìn)程不應(yīng)傳給子