操作系统实验线程同步

1、实验 2： 线程同步一、实验目的(1) 掌握 Windows2000环境下，线程同步。( 2) 熟悉 Windows2000 提供的线程同步与互斥 API。( 3) 用 Windows2000 提 供 的 线 程 同 步 与 互 斥 API 解 决 实 际 问 题(producer-consumer)。二、实验内容生产者与消费者问题的实现。在 Windows 2000 环境下，创建一组“生 产者”线程和一组“消费者”线程，并建立一个长度为 N 的全局数组作为共 享缓冲区。“生产者”向缓冲区输入数据， “消费者”从缓冲区读出数据。当 缓冲区满时，“生产者”必须阻塞，等待“消费者”取走缓冲区数据后

2、将其 唤醒。当缓冲区空时， “消费者”阻塞，等待“生产者”生产了产品后将其 唤醒。试用信号量实现“生产者”与“消费者”线程之间的同步。三、实验环境( 1 ) 使用的操作系统及版本。Windows xp professional( 2) 使用的编译系统及版本。Visual c+ 6.0四、实验步骤1 等待一个对象 ( 相当于 p 操作 )WaitForSingleObject 用于等待一个对象。它等待的对象可以为：Change notification ：变化通知。Console input ：控制台输入。Event ：事件。Job:作业。Mutex:互斥信号量。Process :进程。Sema

3、phore计数信号量。Thread:线程。Waitable timer :定时器。返回值：如果成功返回，其返回值说明是何种事件导致函数返回访问描述WAIT_ABANDONED等待的对象是一个互斥（mutex）对象，该互斥对 象没有被拥有它的线程释放，它被设置为不能被唤 醒。WAIT_OBJECT_0指定对象被唤醒。WAIT TIMEOUT超时。2 创建信号量CreateSem aphore用于创建一个信号量。返回值：信号量创建成功，将返回该信号量的句柄。如果给出的信号量名是系统已经存在 的信号量，将返回这个已存在信号量的句柄。如果失败，系统返回NULL可以调用函数GetLastError查询失

4、败的原因。3. 打开信号量Ope nSemaphor用 于打开一个信号量。返回值：信号量打开成功，将返回该信号量的句柄。如果失败，系统返回NULL可以调用函数GetLastError查询失败的原因。4. 增加信号量的值ReleaseSem aphore用于增加信号量的值。返回值：如果成功，将返回一个非0值。如果失败，系统返回0,可以调用函数GetLastError 查询失败的原因。方法一：程序代码：#i ncludevwi ndows.h> #i nclude<iostream.h> static HANDLE S1,S2;static HANDLE hMutex;void

5、producer(int n)for(int i=1;i<=3;i+)WaitForSingleObject(S1,INFINITE);WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);coutvv"生产者"<<nvv" 第"vvivv"次生产产品"<<endl;ReleaseMutex(hMutex);ReleaseSemaphore(S2,1,NULL);void consumer(int n)for(int i=1;i<=3;i+)WaitForSingleObject

6、(S2,INFINITE);WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);coutvv"消费者"<<n<<" 第"vvivv"次消费产品"<<endl;ReleaseMutex(hMutex);ReleaseSemaphore(S1,1,NULL);void main(void)static HANDLE hHandle1,hHandle2,hHandle3,hHandle4;DWORD dwID1,dwID2,dwID3,dwID4;S1=CreateSemaphore

7、(NULL,1,1,"Semphore1");S2=CreateSemaphore(NULL,0,1,"Semphore2");hMutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);hHandle1=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)1,0,&dwID1);hHandle3=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROU

8、TINE)consumer,(LPVOID)1,0,&dwID3);hHandle2=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)2,0,&dwID2);hHandle4=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)consumer,(LPVOID)2,0,&dwID4);Sleep(1000);5初始化临界区InitializeCriticalSection

9、 用于初始化临界区对象。返回值：以下两个 api 相当于 pv 源语操作6进入临界区EnterCriticalSection 等待进入临界区的权限，当获得该权限后进入临界区。 返回值：该函数没有返回值。7退出临界区LeaveCriticalSection 释放临界区的使用权限。返回值： 该函数没有返回值。方法二：程序源代码：#include<windows.h>#include<iostream.h>static HANDLE S1,S2;/ 定义两个信号量 S1 空间CRITICAL_SECTION CS; / 定义一个临界区void producer(int n)f

10、or(int i=1;i<=3;i+)WaitForSingleObject(S1,INFINITE);EnterCriticalSection(&CS);coutvv"生产者"<<nvv" 第"vvivv"次生产产品"<<endl;LeaveCriticalSection(&CS);ReleaseSemaphore(S2,1,NULL);void consumer(int n)for(int i=1;i<=3;i+)WaitForSingleObject(S2,INFINITE);

11、EnterCriticalSection(&CS);coutvv"消费者"<<n<<" 第"vvivv"次消费产品"<<endl;LeaveCriticalSection(&CS);ReleaseSemaphore(S1,1,NULL);void main(void)static HANDLE hHandle1,hHandle2,hHandle3,hHandle4;DWORD dwID1,dwID2,dwID3,dwID4;S1=CreateSemaphore(NULL,1,1,&q

12、uot;Semphore1");S2=CreateSemaphore(NULL,0,1,"Semphore2");InitializeCriticalSection(&CS);hHandle1=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)1,0,&dwID1);hHa ndle2=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)2,0,&dwID2);hHa ndle3=CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)co nsum