生产者与消费者多线程模拟

1、操作系统课程实验报告 课 程 名 称： 操作系统 实验项目名称： 生产者-消费者问题实现 专 业 班 级： 智能1302 姓 名： 匿 名 学 号： 1 完 成 时 间： 2015 年 12 月 2 日一实习内容本次实验要求完成下列内容：模拟操作系统中进程同步和互斥。二、实验目的 熟悉临界资源、信号量及PV操作的定义与物理意义 了解进程通信的方法 掌握进程互斥与进程同步的相关知识 掌握用信号量机制解决进程之间的同步与互斥问题 实现生产者消费者问题，深刻理解进程同步问题三实验题目实现经典同步问题：生产者消费者，具体要求如下L可以采用C+或者java编程）(1)一个大小为10的缓冲区，初始状态为空

2、。 (2)2个生产者，随机等待一段时间，往缓冲区中添加数据，若缓冲区已满，等待消费者取走数据之后再添加，重复10次。(3)2个消费者，随机等待一段时间，从缓冲区中读取数据，若缓冲区为空，等待生产者添加数据之后再读取，重复10次。 四提示 本实验的主要目的是模拟操作系统中进程同步和互斥。在系统进程并发执行异步推进的过程中，由于资源共享和进程间合作而造成进程间相互制约。进程间的相互制约有两种不同的方式。（1）间接制约。这是由于多个进程共享同一资源（如CPU、共享输入/输出设备）而引起的，即共享资源的多个进程因系统协调使用资源而相互制约。 （2）直接制约。只是由于进程合作中各个进程为完成同一任务而造

3、成的，即并发进程各自的执行结果互为对方的执行条件，从而限制各个进程的执行速度。生产者和消费者是经典的进程同步问题，在这个问题中，生产者不断的向缓冲区中写入数据，而消费者则从缓冲区中读取数据。生产者进程和消费者对缓冲区的操作是互斥，即当前只能有一个进程对这个缓冲区进行操作，生产者进入操作缓冲区之前，先要看缓冲区是否已满，如果缓冲区已满，则它必须等待消费者进程将数据取出才能写入数据，同样的，消费者进程从缓冲区读取数据之前，也要判断缓冲区是否为空，如果为空，则必须等待生产者进程写入数据才能读取数据。五源代码实现：package thread;/* * 多线程有关的以生产者消费者问题为原型的Java程

4、序源码。 * 开启五个生产者和五个消费者线程，对大小为10的缓冲区进行操作，要做到缓冲区产品达到5的时候，生产者线程阻塞，* 直到消费者线程减少缓冲区的产品数量，并对阻塞进程进行唤醒*/ import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; class myProducer implements Runnable private myProAndCon mpc; myProducer( myProAndCon mpac ) this.mpc = mpac; public void

5、run() try while(!Terrupted() /生产者互斥 synchronized (this) /静态计数值达到上限，则wait()阻塞，等待被消费者线程唤醒 while ( mpc.get() = 5 ) System.out.println(仓储容量不足!); this.wait(); Thread.sleep(2000); /未发生阻塞时，向缓冲区内放入产品，增加计数值，并唤醒所有阻塞的消费者线程 synchronized ( mpc.c ) System.out.println(生产者生产产品数量为： + mpc.inc() ); mpc.c.noti

6、fyAll(); catch (InterruptedException e) / TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); class myConsumer implements Runnable private myProAndCon mpc; myConsumer( myProAndCon mpac ) this.mpc = mpac; public void run() try while(!Terrupted() /消费者互斥 synchronized ( this ) /当缓冲区无产品时，消费者线程阻

7、塞，等待被生产者线程唤醒 while ( mpc.get() = 0 ) System.out.println(缓存区没有产品,消费者线程阻塞!); this.wait(); Thread.sleep(2500); /未发生阻塞时，从缓冲区取出产品，减少计数值，并唤醒所有阻塞的生产者线程 synchronized (mpc.p) System.out.println(消费者消费商品数量为: + mpc.dec() ); mpc.p.notifyAll(); catch (InterruptedException e) / TODO Auto-generated catch block e.pr

8、intStackTrace(); public class myProAndCon /缓冲区计数器(静态)以及对其进行的三个synchronized操作 volatile private static int counter = 0; synchronized static int inc() return +counter; synchronized static int dec() return counter -= 1; synchronized static int get() return counter; /构造两个对象，作为开启线程的参数 public myConsumer c = new myConsumer(this); public myProducer p = new myProducer(this); private ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); public myProAndCon() /打开五个生产者线程 for ( int i = 0 ; i 5 ; i + ) exec.execute(p); /打开五个消费者线程