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操作系統(tǒng)實驗報告
專業(yè) 網(wǎng)絡(luò)工程 班級 08102 學(xué)號 姓名
課程名稱 操作系統(tǒng) 學(xué)年 2010－2011 學(xué)期 下
課程類別 專業(yè)必修 ■限選□任選□實踐□ 實驗時間 2010年11月3日
實驗名稱
實驗一：生產(chǎn)者與消費者問題
實驗?zāi)康暮鸵?
全面理解生產(chǎn)者與消費者問題模型，掌握解決該問題的算法思想，正確使用同步機(jī)制。
實驗軟硬件要求
Pentium ||| 450以上 CPU 64MB以上 內(nèi)存
WINDOWS XP
Visual C++6
2、.0
實驗內(nèi)容、方法和步驟（可附頁）
問題描述：一組生產(chǎn)者向一組消費者提供商品，共享一個有界緩沖池，生產(chǎn)者向其中放入商品，消費者從中取得商品。假定這些生產(chǎn)者和消費者互相等效，只要緩沖池未滿，生產(chǎn)者可將商品送入緩沖池；只要緩沖池未空，消費者可從緩沖池取走一商品。
功能要求：根據(jù)進(jìn)程同步機(jī)制，編寫一個解決上述問題的程序，可顯示緩沖池狀態(tài)、放商品、取商品等過程。
具體參數(shù)：3個生產(chǎn)者進(jìn)程，2個消費者進(jìn)程；
緩沖區(qū)單元個數(shù)N=4；
在本程序中是緩沖區(qū)中的數(shù)從0變?yōu)?表示模擬生產(chǎn)一個產(chǎn)品，消費時則將對應(yīng)緩沖區(qū)內(nèi)的1變?yōu)?，為模擬消費一個產(chǎn)品。
實驗結(jié)果（可附頁）
3、見截圖
小結(jié)
這次多線程的操作系統(tǒng)實驗，使我對線程的概念以及多線程程序中線程間的運行有了更深的認(rèn)識，同時也讓我的編程能力得到了一定的提高。
這次做的用多線程實現(xiàn)生產(chǎn)者與消費者模型的實驗，由于我的編程能力基礎(chǔ)比較差，對線程也是一無所知，所以一開始覺得無從下手，但幸好老師給了充足的時間，我通過看網(wǎng)上找的視頻資料以及請教同學(xué)才漸漸地有了一點概念，然后我試著從網(wǎng)上下了一些多線程的程序分析里面的語句，基本弄懂了多線程的原理。
評定成績： 批閱教師： 年 月 日
一、問題概述
三個生產(chǎn)者向兩個消費者提供消息，它們共享一個有界緩沖
4、池，緩沖池有四個緩沖區(qū)，生產(chǎn)者向其中投放消息，消費者從中取得消息。假定這些生產(chǎn)者和消費者互相等效，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，消費者可從緩沖池取走一個消息。每個緩沖設(shè)有一個所標(biāo)記，生產(chǎn)者在生產(chǎn)產(chǎn)品以前要先判斷緩沖區(qū)是否已上鎖，消費者在消費產(chǎn)品之前也要進(jìn)行判斷。
二、 設(shè)計流程圖
主要流程：
1、 生產(chǎn)者進(jìn)程生產(chǎn)流程圖，如圖1所示
開 始
是
該緩沖區(qū)是否已上鎖？
是否有空緩沖區(qū)？
否
是
對該緩沖區(qū)上鎖
模擬生產(chǎn)
解 鎖
結(jié) 束
阻 塞
否
圖1 生產(chǎn)者進(jìn)程生產(chǎn)流程圖
2、 消費者進(jìn)程消費流程圖，
5、如圖2所示
開 始
是
該緩沖區(qū)是否已上鎖？
是否有滿緩沖區(qū)？
否
是
對該緩沖區(qū)上鎖
模擬消費
解 鎖
結(jié) 束
阻 塞
否
圖2 消費者進(jìn)程消費流程圖
三、數(shù)據(jù)定義
bool lock[4]={false,false,false,false};//四把鎖，分別對四個緩沖區(qū)進(jìn)行控制
int buffer[4]={0,0,0,0};//緩沖區(qū)個數(shù)為4
4、 源程序
1、生產(chǎn)者生產(chǎn)進(jìn)程函數(shù)
DWORD WINAPI Producer(LPVOID lpParameter){
while(true){
for(int j=0;j<4;j++
6、){
if(buffer[j]==0){//找到空緩沖區(qū)
if(lock[j]==false){//同步鎖為false，可以進(jìn)行操作
lock[j]=true;//加鎖，防止其他線程操作此緩沖區(qū)
if(buffer[j]<1){//限定一個緩沖區(qū)只能存放一個資源
++buffer[j];//模擬生產(chǎn)資源
cout<<"生產(chǎn)一個資源，放入緩沖區(qū)"<
7、{
cout<<"找不到空緩沖區(qū)，等待中。。"<
8、區(qū)
if(buffer[n]>=1){
--buffer[n];//模擬消費資源
cout<<"消費一個資源，從緩沖區(qū)"<
9、n(int argc,char* argv[])
{
HANDLE handle[3];
DWORD dw1,dw2,dw3,dw4,dw5;//創(chuàng)建5個進(jìn)程
handle[0]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&dw1);
handle[1]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&dw2);
handle[2]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&dw3);
handle[3]=CreateThread(NULL,0,Customer,NU
10、LL,0,&dw4);
handle[4]=CreateThread(NULL,0,Customer,NULL,0,&dw5);
}
5、 運行結(jié)果
3個生產(chǎn)者2個消費者，共享4個緩沖區(qū)，運行結(jié)果如下：
1、一個生產(chǎn)者生產(chǎn)，一個消費者消費：
2、 兩個生產(chǎn)者連續(xù)生產(chǎn)，兩個消費者連續(xù)消費：
3、 多個生產(chǎn)者于多個消費者進(jìn)行生產(chǎn)消費操作：
附:
#include "iostream.h"
#include "windows.h"
#include "stdio.h"
bool lock[4]={false,false,false,false}
11、;//四把鎖，分別對四個緩沖區(qū)進(jìn)行同步
int buffer[4]={0,0,0,0};//緩沖區(qū)，表示資源的個數(shù)
void display(){
cout<<"--------------------------------"<
12、{
while(true){
for(int j=0;j<4;j++){
if(buffer[j]==0){//找到空緩沖區(qū)
if(lock[j]==false){//同步鎖為false，可以進(jìn)行操作
lock[j]=true;//加鎖，防止其他線程操作此緩沖區(qū)
if(buffer[j]<1){//限定一個緩沖區(qū)只能存放一個資源
++buffer[j];//模擬生產(chǎn)資源
cout<<"生產(chǎn)一個資源，放入緩沖區(qū)"<
13、k;//一次生產(chǎn)一個
}
}
if(j==3){
cout<<"找不到空緩沖區(qū)，等待中。。"<
14、k[n]=true;//加鎖，防止其他線程操作此緩沖區(qū)
if(buffer[n]>=1){
--buffer[n];//模擬消費資源
cout<<"消費一個資源，從緩沖區(qū)"<
15、;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
display();
HANDLE handle[3];
DWORD dw1,dw2,dw3,dw4,dw0;
handle[0]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&dw1);
handle[1]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&dw2);
handle[2]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&dw3);
handle[3]=CreateThread(NULL,0,Customer,NULL,0,&dw4);
handle[4]=CreateThread(NULL,0,Customer,NULL,0,&dw0);
display();
Sleep(3000);
display();
return 0;
}
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生產(chǎn)者與消費者問題(附源碼)(共7頁)
