1实验1：生产者消费者问题

1、福建农林大学金山学院实验报告系（教研室）：专业：计算机科学与技术年级：实验课程：生产者与消费者实验姓名：学号：实验室号： 1#608计算机号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验 1：生产者消费者问题一、实验目的生产者消费者问题是操作系统中经典的同步和互斥问题。通过实验， 要求学生掌握两者之间的同步信号量和互斥信号量的使用，更深刻了解临界资源、同步和互斥的概念。二、实验要求1. 一组生产者通过一个具有 N 个缓冲区的缓冲池循环不断地向一组消费者提供产品。2. 建一个队列 , 队列的长度由 n 记录 , 定义两个指针 , 分别指向队列的头和尾消费者从头指针读取数据 ,每读取一个数据把 n-， 生产

2、者把数据写入尾指针 , 每写入一个数据就n+ ，当 n=N 的时候生产者暂停写入数据。3. 注意：缓冲池队列，用互斥锁保护。三、实验内容和原理1. 分别画出生产者和消费者的流程图编辑版 word否是否有空数据单元阻塞等待资源有被唤醒（消费者）否是否可用阻塞等待使用权是被唤醒写数据归还使用权数据单元 +1生产者数据唤醒消费者编辑版 word否是否有数据单元阻塞等待资源有被唤醒（生产者）否是否可用阻塞等待使用权是被唤醒取数据归还使用权数据单元 +1消费者数据唤醒消费者2. 针对生产者和消费者问题，可以分为哪几种情况，使用了哪些原语？分别代表什么意思？过程如何？阐述哪些进程之间存在同步，哪些进程之间

3、存在互斥。3. 缓冲区是否为临界资源？是否可以循环使用？通过什么来实现？举例说明（可画图）四、实验环境1. 硬件： PC 机；2. 软件： Windows 操作系统、 VC6.0。五、算法描述及实验步骤#include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10;unsigned short ProductID = 0;unsigned short ConsumeID = 0;编辑版 wordunsigned short in = 0;unsigned short out = 0;int g_bufferSIZE_OF_BUFFER;bo

4、ol g_continue = true;HANDLE g_hMutex;HANDLE g_hFullSemaphore;HANDLE g_hEmptySemaphore;DWORD WINAPI Producer(LPVOID);DWORD WINAPI Consumer(LPVOID);int main()g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);g_hEmptySemaphore = Crea

5、teSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3;const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1;constunsignedshortTHREADS_COUNT=PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;HANDLE hThreadsPRODUCERS_COUNT;DWORD producerIDCONSUMERS_COUNT;DWORD consumerIDTHREADS_COUNT;for (int i=0;iPRODU

6、CERS_COUNT;+i) hThreadsi=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1;for ( i=0;iCONSUMERS_COUNT;+i)hThreadsPRODUCERS_COUNT+i=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1;while(g_continue)if(getchar() / 按回车后终止程序运行g_continue = fa

7、lse;return 0;编辑版 wordvoid Produce()std:cerr Producing +ProductID . ;std:cerr Succeed std:endl;void Append()std:cerr Appending a product . ; g_bufferin = ProductID;in = (in+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl;for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i)std:cout i : g_bufferi;if (i=in) std:cout -生产 ;if (

8、i=out) std:cout -消费 ;std:cout std:endl;void Take()std:cerr Taking a product . ; ConsumeID = g_bufferout;out = (out+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl;for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i)std:cout i : g_bufferi;if (i=in) std:cout -生产 ;if (i=out) std:cout -消费 ;std:cout std:endl;void Consume()std:

9、cerr Consuming ConsumeID . ;std:cerr Succeed std:endl;DWORDWINAPI Producer(LPVOID lpPara)while(g_continue)WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE);WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE);Produce();Append();编辑版 wordSleep(1500);ReleaseMutex(g_hMutex);ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL);ret

10、urn 0;DWORDWINAPI Consumer(LPVOID lpPara)while(g_continue)WaitForSingleObject(g_hEmptySemaphore,INFINITE);WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE);Take();Consume();Sleep(1500);ReleaseMutex(g_hMutex);ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL);return 0;六、调试过程程序有错误：在 94 和 108 行分别少了两个封号。经改正后无错误如图所示：编辑版 word七、实验结果七、总结通过这次试