同步和互斥实验-吃水果问题、消费者问题参考模板

1、实验3 报告源程序1/*作者：wwj时间：2012/4/12功能：实现吃水果问题*题目内容：桌子有一只盘子，只允许放一个水果，父亲专向盘子放苹果，母亲专向盘子放桔子儿子专等吃盘子的桔子，女儿专等吃盘子的苹果。只要盘子为空，父亲或母亲就可以向盘子放水果，仅当盘子有自己需要的水果时，儿子和女儿可从盘子取出。请给出四个人之间的同步关系，并用pv操作实现四个人的正确活动的问题。*题目分析：父亲和女儿是相互制约的，父亲进程执行完即往盘中放入苹果后，女儿进程才能执行即吃苹果，是同步关系；母亲和儿子是相互制约的，母亲进程执行完即往盘中放入桔子，儿子进程才能执行即吃桔子，也是同步关系而父亲和母亲这两个进程不能

2、同时进行，是互斥关系；* */#include<windows.h>#include<iostream>using namespace std;/声明句柄HANDLE EmptyPlate;HANDLE Apple;HANDLE orange;HANDLE fatherThread;HANDLE motherThread;HANDLE sonThread;HANDLE daughterThread;/线程函数声明DWORD WINAPI father(LPVOID IpParameter);DWORD WINAPI mother(LPVOID IpParameter);

3、DWORD WINAPI daughter(LPVOID IpParameter);DWORD WINAPI son(LPVOID IpParameter);int main()/创建信号量EmptyPlate = CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL); /盘子Apple = CreateSemaphore(NULL,0,1,NULL);/苹果1 / 7orange = CreateSemaphore(NULL,0,1,NULL); /桔子/创建线程fatherThread = CreateThread(NULL,0,father,NULL,0,NULL);mother

4、Thread = CreateThread(NULL,0,mother,NULL,0,NULL);daughterThread = CreateThread(NULL,0,daughter,NULL,0,NULL);sonThread = CreateThread(NULL,0,son,NULL,0,NULL);/等线程的结束WaitForSingleObject(fatherThread,INFINITE); WaitForSingleObject(motherThread,INFINITE); WaitForSingleObject(daughterThread,INFINITE); Wa

5、itForSingleObject(sonThread,INFINITE); /关闭线程句柄CloseHandle(fatherThread);CloseHandle(motherThread);CloseHandle(daughterThread);CloseHandle(sonThread);/关闭信号量句柄CloseHandle(EmptyPlate);CloseHandle(Apple);CloseHandle(orange);return 0;/父亲线程函数DWORD WINAPI father(LPVOID IpParameter)for(int i = 0; i < 5;

6、+i)WaitForSingleObject(EmptyPlate, INFINITE);/ P操作/ 开始临界区cout << "nFather往盘中放一个水果n"/ 结束临界区ReleaseSemaphore(Apple, 1, NULL);/ V操作return 0;/母亲线程函数DWORD WINAPI mother(LPVOID IpParmeter)for(int i = 0; i < 5; +i)WaitForSingleObject(EmptyPlate, INFINITE);/ P操作/ 开始临界区cout << "

7、nMother往盘中放一个桔子n"/ 结束临界区ReleaseSemaphore(orange, 1, NULL);/ V操作return 0;/女儿线程函数DWORD WINAPI daughter(LPVOID IpParameter)while(1)WaitForSingleObject(Apple,INFINITE); /p操作cout<<"女儿吃苹果"<<endl;ReleaseSemaphore(EmptyPlate,1,NULL); /v操作return 0;/儿子线程函数DWORD WINAPI son(LPVOID IpP

8、arameter)while(1)WaitForSingleObject(orange,INFINITE); /p操作cout<<"儿子吃苹果"<<endl;ReleaseSemaphore(EmptyPlate,1,NULL); /v操作return 0;程序运行结果截图：运行结果分析：从运行结果可知父进程执行完后，女儿进程立即执行，这说明父进程跟女儿进程有时序关系，只有当父进程执行之后，女儿进程才会执行，女儿进程是父进程的子线程，他们具有同步关系，同理；母亲进程跟儿子进程，也是同步关系。源程序2/*作者：wwj时间：2012/4/12功能：实现生

9、产者和消费者正常活动题目内容：生产者-消费者问题，是指两组进程共享一个环形的缓冲区。一组进程被称为生产者，另一组进程被称为消费者。缓冲池是由若干个（程序假设为4个）大小相等的缓冲区组成的，每个缓冲区可以容纳一个产品。生产者进程不断地将生产的产品放入缓冲池，消费者进程不断地将产品从缓冲池取出。用PV操作实现生产者和消费者的正常活动的程序题目分析：在生产者-消费者问题中，既存在进程同步问题，也存在着临界区的互斥问题。当缓冲区都满时，表示供大于求，生产者停止生产，进入等待状态，同时唤醒消费者；当缓冲区都空时，表示供不应求，消费者停止消费，唤醒生产者。这说明了，生产者和消费者存在同步关系。对于缓冲池，

10、它显然是一个临界资源，所有的生产者和消费者都要使用它，而且都要改变它的状态，故对于缓冲池的操作必须是互斥的。*/#include<Windows.h>#include<iostream>using namespace std;const int n=4;/声明全局变量int i=0,j=0;/i和j分别指向缓冲区int buffern;/缓冲池int ItemP=0;/用来存放生产的产品int ItemC=0;/用来存放消费的产品/声明句柄HANDLE mutex;/缓冲池信号量HANDLE empty;/空缓冲区信号量HANDLE full;/满缓冲区信号量HANDL

11、E pThread;/producer线程句柄HANDLE cThread;/consumer线程句柄/声明进程函数DWORD WINAPI producer(LPVOID IpParameter);DWORD WINAPI consumer(LPVOID IpParameter);int main()/创建信号量mutex = CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);empty = CreateSemaphore(NULL,1,4,NULL);full = CreateSemaphore(NULL,0,4,NULL);cout<<"市场运作开始。&

12、quot;<<endl;/创建线程pThread = CreateThread(NULL,0,producer,NULL,0,NULL);cThread = CreateThread(NULL,0,consumer,NULL,0,NULL);/等待相应线程结束WaitForSingleObject(pThread,INFINITE); WaitForSingleObject(cThread,INFINITE); /关闭线程句柄CloseHandle(pThread);CloseHandle(cThread);/关闭信号量句柄CloseHandle(mutex);CloseHandl

13、e(empty);CloseHandle(full);cout<<"整个市场运营结束。"<<endl;return 0;/producer线程函数的定义DWORD WINAPI producer(LPVOID IpParameter)for(int k=0;k<5;k+)cout<<"nproducer生产一个产品"<<endl;ItemP=ItemP+1;/增加一个产品WaitForSingleObject(empty,INFINITE);/P操作WaitForSingleObject(mutex,

14、INFINITE);cout<<"n把一个产品放入了一个空的缓冲区"<<endl;bufferi=ItemP;/将产品放入缓冲区i=(i+1)%n;ReleaseSemaphore(mutex,1,NULL);/V操作ReleaseSemaphore(full,1,NULL);return 0;DWORD WINAPI consumer(LPVOID IpParameter)for(int k=0;k<5;k+)WaitForSingleObject(full,INFINITE);/P操作WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);ItemC=bufferj;/将缓冲区里的产品取出，放入消费产品里头j=(j+1)%n;/j指向下一个满的缓冲区ReleaseSemaphore(mutex,1,NULL);/V操作ReleaseSemaphore(empty,1,NULL);cout<<"n消费者消费一个产品"<<endl;ItemC=ItemC-1;/消费一个产品return 0;程序运行截图如下：运行结果分析：从运行结果来看，整个市场运作有两种状态， 一种状态是生产着连续生产两个产品，每生产一个产品后，立马把产品产品放入缓冲区，接着消费者消费产