山大操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)五

v1.0可編輯可修改v1.0可編輯可修改PAGEPAGE8v1.0可編輯可修改PAGE山東大學(xué)軟件學(xué)院操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：進(jìn)程互斥實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步研究和實(shí)踐操作系統(tǒng)中關(guān)于并發(fā)進(jìn)程同步與互斥操作的一些經(jīng)典問題的解法，加深對(duì)于非對(duì)稱性互斥問題有關(guān)概念的理解。觀察和體驗(yàn)非對(duì)稱性互斥問題的并發(fā)控制方法。進(jìn)一步了解Linux系統(tǒng)中IPC進(jìn)程同步工具的用法，訓(xùn)練解決對(duì)該類問題的實(shí)際編程、調(diào)試和分析問題的能力。實(shí)驗(yàn)要求：理發(fā)店問題：假設(shè)理發(fā)店的理發(fā)室中有3個(gè)理發(fā)椅子和3個(gè)理發(fā)師，有一個(gè)可容納4個(gè)顧客坐等理發(fā)的沙發(fā)。此外還有一間等候室，可容納13位顧客等候進(jìn)入理發(fā)室。顧客如果發(fā)現(xiàn)理發(fā)店中顧客已滿（超過20人），就不進(jìn)入理發(fā)店。在理發(fā)店內(nèi)，理發(fā)師一旦有空就為坐在沙發(fā)上等待時(shí)間最長(zhǎng)的顧客理發(fā)，同時(shí)空出的沙發(fā)讓在等候室中等待時(shí)間最長(zhǎng)的的顧客就坐。顧客理完發(fā)后，可向任何一位理發(fā)師付款。但理發(fā)店只有一本現(xiàn)金登記冊(cè)，在任一時(shí)刻只能記錄一個(gè)顧客的付款。理發(fā)師在沒有顧客的時(shí)候就坐在理發(fā)椅子上睡眠。理發(fā)師的時(shí)間就用在理發(fā)、收款、睡眠上。請(qǐng)利用linux系統(tǒng)提供的IPC進(jìn)程通信機(jī)制實(shí)驗(yàn)并實(shí)現(xiàn)理發(fā)店問題的一個(gè)解法。總結(jié)和分析示例實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中觀察到的調(diào)試和運(yùn)行信息，說明您對(duì)與解決非對(duì)稱性互斥操作的算法有哪些新的理解和認(rèn)識(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)進(jìn)程饑餓現(xiàn)象本實(shí)驗(yàn)的饑餓現(xiàn)象是怎樣表現(xiàn)的怎樣解決并發(fā)進(jìn)程間發(fā)生的饑餓現(xiàn)象您對(duì)于并發(fā)進(jìn)程間使用消息傳遞解決進(jìn)程通信問題有哪些新的理解和認(rèn)識(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)程序、調(diào)試過程和結(jié)果分析寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。硬件環(huán)境：CPU：P4/內(nèi)存：256MB硬盤：10GB軟件環(huán)境：－Linux操作系統(tǒng)Gnome桌面'gccversionvigeditOpenOffice實(shí)驗(yàn)步驟：?jiǎn)栴}分析假設(shè)理發(fā)店的理發(fā)室中有3個(gè)理發(fā)椅子和3個(gè)理發(fā)師，有一個(gè)可容納4個(gè)顧客坐等理發(fā)的沙發(fā)。此外還有一間等候室，可容納13位顧客等候進(jìn)入理發(fā)室。顧客如果發(fā)現(xiàn)理發(fā)店中顧客已滿（超過20人），就不進(jìn)入理發(fā)店。在理發(fā)店內(nèi)，理發(fā)師一旦有空就為坐在沙發(fā)上等待時(shí)間最長(zhǎng)的顧客理發(fā)，同時(shí)空出的沙發(fā)讓在等候室中等待時(shí)間最長(zhǎng)的的顧客就坐。顧客理完發(fā)后，可向任何一位理發(fā)師付款。但理發(fā)店只有一本現(xiàn)金登記冊(cè)，在任一時(shí)刻只能記錄一個(gè)顧客的付款。理發(fā)師在沒有顧客的時(shí)候就坐在理發(fā)椅子上睡眠。理發(fā)師的時(shí)間就用在理發(fā)、收款、睡眠上。算法設(shè)計(jì)說明該解法利用消息隊(duì)列的每條消息代表每個(gè)顧客，將進(jìn)入等候室的顧客組織到一個(gè)隊(duì)列，將坐入沙發(fā)的顧客組織到另一個(gè)隊(duì)列。理發(fā)師從沙發(fā)隊(duì)列請(qǐng)出顧客，空出的沙發(fā)位置再?gòu)牡群蚴艺?qǐng)入顧客進(jìn)入沙發(fā)隊(duì)列。三個(gè)理發(fā)師進(jìn)程使用相同的程序段上下文，所有顧客使用同一個(gè)程序段上下文。這樣可避免產(chǎn)生太多進(jìn)程，以便節(jié)省系統(tǒng)資源。intsem_p(intsemid,intindex,intipc_nowait){程間的互斥2.理發(fā)師類似讀者進(jìn)程，顧客類似寫者進(jìn)程。最后，通過不斷的調(diào)試，使我熟練了在Linux環(huán)境下編程的技巧，對(duì)進(jìn)程的創(chuàng)建與控制更加熟悉。附錄A：本實(shí)驗(yàn)全部程序源代碼及注釋#ifndefCZW_IPC_H_INCLUDED#defineCZW_IPC_H_INCLUDED#include<>#include<sys/>#include<sys/>intsem_create(constchar*pathname,intproj_id,intnsems,intinit_value){key_tkeyid;intsemid,i;if((keyid=ftok(pathname,proj_id))==-1){perror("ftokerror!");return-1;}if((semid=semget(keyid,nsems,IPC_CREAT|0666))<0){perror("semgeterror!");return-1;}for(i=0;i<nsems;i++){semctl(semid,i,SETVAL,init_value);}returnsemid;}intsem_delete(constchar*pathname,intproj_id){key_tkeyid;intsemid,i;if((keyid=ftok(pathname,proj_id))==-1){perror("ftokerror!");return-1;}if((semid=semget(keyid,0,0666))<0){perror("semgeterror!");return-1;}if(semctl(semid,0,IPC_RMID)<0){perror("semdeletefail!");return-1;}return1;}intsem_set(intsemid,intindex,intvalue){if(index==-1){,10);sem_delete(".",11);msg_delete(".",31);sem_delete(".",110);exit(0);}intmain(){intwait_semid=sem_create(".",10,3,0);intwait_lock_semid=sem_create(".",11,4,0);intwait_msg=msg_create(".",31);intcash_semid=sem_create(".",110,1,1);debug&&printf("\twait_semidis%d\n",wait_semid);debug&&printf("\twait_lock_semidis%d\n",wait_lock_semid);debug&&printf("\twait_msgis%d\n",wait_msg);debug&&printf("\tcash_semidis%d\n",cash_semid);sem_set(wait_semid,0,3);sem_set(wait_semid,1,4);sem_set(wait_semid,2,13);pid_tpid[3]={0};inti;intbarber_id,barber_status,barber_consumer;structex5msgbufmsg;for(i=0;i<3;i++){if((pid[i]=fork())<0){perror("forkerror!");exit(EXIT_FAILURE);}elseif(pid[i]==0){barber_id=i+1;barber_status=0;debug&&printf("\tI'mbarber%d,mypidis%d\n",barber_id,getpid());break;}}if(pid[2]==0){while(1){if(barber_status==0){if(sem_p(wait_lock_semid,0,1)==-2){,10,0,0);intwait_lock_semid=sem_create(".",11,0,0);intwait_msg=msg_create(".",31);debug&&printf("\twait_semidis%d\n",wait_semid);debug&&printf("\twait_lock_semidis%d\n",wait_lock_semid);debug&&printf("\twait_msgis%d\n",wait_msg);debug&&printf("\twait_semid_0is%d\n",sem_show(wait_semid,0));pid_tpid=0;structex5msgbufmsg;inti;intconsumer_status;if((pid=fork())<0){perror("forkerror!");exit(EXIT_FAILURE);}elseif(pid==0){//childprocesswhile(1){sem_p(wait_lock_semid,1,0);//等待沙發(fā)上有人sem_p(wait_semid,0,0);//等待理發(fā)師有空if(msg_get(wait_msg,&msg,WAIT_ID_SOFA,0)<0){perror("messagegeterror!");exit(-1);}msg_send(wait_msg,WAIT_ID_CHAIR,,0);printf("theconsumer%d==>chair,wait%dseconds\n",,(time(NULL)-);//sofa==>chairsem_v(wait_semid,1,0);//沙發(fā)上有空位了sem_v(wait_lock_semid,0,0);//通知有人來理發(fā)了}return0;}if((pid=fork())<0){perror("forkerror!");exit(EXIT_FAILURE);}elseif(pid==0){//childprocesswhile(1){sem_p(wait_lock_semid,2,0);//等待室內(nèi)有人sem_p(wait_semid,1,0);//沙發(fā)上有空位if(msg_get(wait_msg,&msg,WAIT_ID_ROOM,0)<0){perror("messagegeterror!");exit(-1);}msg_send(wait_msg,WAIT_ID_SOFA,,0);printf("theconsumer%d==>sofa,wait%dseconds\n",,(time(NULL)-);//room==>sofasem_v(wait_semid,2,0);//等待室空出1個(gè)位子sem_v(wait_lock_semid,1,0);//通知沙發(fā)上有人了}return0;}while(1){if((pid=fork())<0){perror("forkerror!");exit(EXIT_FAILURE);}elseif(pid==0){//if((consumer_status=sem_p(wait_semid,2,1))==-2){//檢查理發(fā)店（等待室）是否已滿printf("我是顧客%d，理發(fā)店滿了，我走人了。。。\n",getpid());//full}elseif(consumer_status==0){//仍然有空間