《操作系统》课程设计说明书-用多线程同步方法解决生产者－消费者问题.doc

目录目录.1用多线程同步方法解决生产者消费者问题.31.设计题目与要求.31.1设计题目.31.2设计要求.32.设计思想及系统平台.32.1设计思想.32.2系统平台及使用语言.33.数据结构与模块说明.44.源程序清单.75.运行结果与运行情况.126.调试过程.错误!未定义书签。7.总结.16本科生课程设计成绩评定表.18操作系统课程设计说明书2课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院题目:用多线程同步方法解决生产者消费者问题(Producer-ConsumerProblem)初始条件：1操作系统：Linux2程序设计语言：C语言3有界缓冲区内设有20个存储单元，其初值为0。放入取出的数据项按增序设定为120这20个整型数。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1技术要求：1）为每个生产者消费者产生一个线程，设计正确的同步算法2）每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的当前全部内容、当前指针位置和生产者消费者线程的自定义标识符。3）生产者和消费者各有两个以上。4）多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。2设计说明书内容要求：1)设计题目与要求2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。3）数据结构与模块说明（功能与流程图）4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。（要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。）5）运行结果与运行情况（提示:(1)有界缓冲区可用数组实现。(2)编译命令可用：cc-lpthread-o目标文件名源文件名(3)多线程编程方法参见附件。）3.调试报告：1)调试记录2)自我评析和总结上机时间安排：18周一五08：012：00指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日操作系统课程设计说明书3用多线程同步方法解决生产者消费者问题1.设计题目与要求1.1设计题目解决生产者消费者（Bounded-BufferProblem）问题1.2设计要求1)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的全部内容、当前指针位置和生产者消费者线程的标识符。2)生产者和消费者各有两个以上。3)多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。2.设计思想及系统平台2.1设计思想生产者进程与消费者进程是经典的同步互斥关系。系统创建两类进程：proceducer()和consumer()，分别用来描述生产者和消费者的行为。生产者与消费者问题是指若干进程通过循环缓冲池区交换数据。生产者进程不断向循环缓冲池区中写入数据（即生产数据），而消费者进程不断从循环缓冲池区中读出数据（即消费数据）。循环缓冲池共有N个缓冲区，缓冲区可以暂存一个产品，任何时刻只能有一个进程可以对循环缓冲池进行操作。只要缓冲区未满，生产者就可以把产品送入缓冲区；只要缓冲区未空，消费者就可以从缓冲区中取走物品。为了解决生产者和消费者问题，应该设置信号量和变量如下：full：满缓冲区资源信号量，初值为0；empty：空缓冲区资源信号量，初值为n；in：生产者指针，初值均为0；out：消费者指针，均为0；mutex：缓冲区操作的互斥信号量，初值为1利用互斥信号量mutex实现诸进程对缓冲池的互斥使用，利用信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲池和满缓冲区的数量。操作系统课程设计说明书42.2系统平台及使用语言1）操作系统：Linux2）程序设计语言：C语言3）编译器：GCC3.数据结构与模块说明3.1程序自定义函数1、voidproduce(structsem_info*)；这个函数是生产者进行的生产过程，为所有的生产者所共享。结构体指针用来接收生产者线程创建时传来的生产者的个人信息。2、voidconsumer(structsem_info*)；这个函数是消费者进行的生产过程，为所有的消费者所共享。结构体指针用来接收消费者线程创建时传来的消费者的个人信息。3、voidsetproduce(void)；这个函数是用来设置生产者的个数和他们的名字。4、voidsetconsumer(void)；这个函数是用来设置消费者的个数和他们的名字。5、voidactivepthread(int)；这个函数是用来创建生产者线程，int型参数为生产者的个数。6、voidactivecthread(int)；这个函数是用来创建生产者线程，int型参数为生产者的个数。7、intgettime(void)；这个函数返回来一个整数，作为线程的sleep()函数的参数。8、voidmyscanf(void)；这个函数用来获取设置生产者和消费者的个数时的整数，确保这个数字在0到MAX_BUFFER之间。3.2系统函数调用线程