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1、宁德师范学院计算机系实验报告（20142015学年 第二学期）课程名称 操作系统 实验名称 实验三 进程同步的经典算法专 业 计算机科学与技术（非师）年 级 2012级 学号 B2012102147 姓名 王 秋 指导教师 王远帆 实验日期 2015-04-9 实验目的与要求：(1) 回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows 2000线程的理解。(2)了解互斥体对象，通过对生产者消费者等进程间同步与互斥经典算法的实现，加深对P、V原语以及利用P、V原语进行进程间同步与互斥操作的理解。实验设备（环境）：（1）一台安装有Cygwin Terminal的计算机（2） Windows XP操
2、作系统（3）VC+6.0实验内容：(1)生产者消费者问题(2)读者写者问题根据实验（1）中所熟悉的P、V原语对应的实际Windows API函数，并参考教材中读者、写者问题的算法原理，尝试利用Windows API函数实现第一类读者写者问题（读者优先）。实验步骤、实验结果及分析： (1)生产者消费者问题1：创建一个“Win32 Consol Application”工程，然后拷贝清单3-1中的程序，编译成可执行文件。2：在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。运行结果：在命令窗口运行过程图 3-1运行结果图3：仔细阅读源程序，找出创建线程的WINDOWS API函数，回答下列问题：线
3、程的第一个执行函数是什么（从哪里开始执行）？它位于创建线程的API函数的第几个参数中？第一个执行函数是Producer；位于第三个参数中。4：修改清单3-1中的程序，调整生产者线程和消费者线程的个数，使得消费者数目大与生产者，看看结果有何不同。运行结果：3-1修改后结果图从中你可以得出什么结论：5：修改清单3-1中的程序，按程序注释中的说明修改信号量EmptySemaphore的初始化方法，看看结果有何不同。运行结果：6：根据步骤4的结果，并查看MSDN，回答下列问题1） CreateMutex中有几个参数，各代表什么含义。有3个参数 1. LPSECURITY_ATTRIBUTES IpMu
4、texAttributes代表安全属性的指针 2. BOOL bInitialOwner 代表布尔bInitialOwner 3. LPCTSTR IpName 代表LPCTSTR类型IpName2）CreateSemaphore中有几个参数，各代表什么含义，信号量的初值在第几个参数中。有4个参数:1、表示采用不允许继承的默认描述符 2、设置信号机的初始计数 3、设置信号机的最大计数 4、指定信号机对象的名称。3）程序中P、V原语所对应的实际Windows API函数是什么，写出这几条语句。4）CreateMutex能用CreateSemaphore替代吗？尝试修改程序3-1，将信号量Mute
5、x完全用CreateSemaphore及相关函数实现。写出要修改的语句：P:Take() V:Append()4）CreateMutex能用CreateSemaphore替代吗？尝试修改程序3-1，将信号量Mutex完全用CreateSemaphore及相关函数实现。写出要修改的语句：Mutex=CreateSemaphore(NULL,false,false,NULL); (2) 读者写者问题根据实验（1）中所熟悉的P、V原语对应的实际Windows API函数，并参考教材中读者、写者问题的算法原理，尝试利用Windows API函数实现第一类读者写者问题（读者优先）。拷贝清单3-2中的程序
6、，编译成可执行文件，运行截图：读者写者运行结果 程序清单：程序3-1代码：#include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 2; unsigned short ProductID = 0; unsigned short ConsumeID = 0; unsigned short in = 0; unsigned short out = 0; int bufferSIZE_OF_BUFFER; bool p_ccontinue = true; HANDLE Mutex; HANDLE FullSemaphore; HANDLE Emp
7、tySemaphore; DWORD WINAPI Producer(LPVOID); DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); int main() Mutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);EmptySemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER,SIZE_OF_BUFFER,NULL); FullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER,NULL); const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3;
8、 /生产者的个数 const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; /消费者的个数 /总的线程数 const unsigned short THREADS_COUNT = PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT; HANDLE hThreadsTHREADS_COUNT; DWORD producerIDPRODUCERS_COUNT; DWORD consumerIDCONSUMERS_COUNT; /创建生产者线程 for (int i=0;iPRODUCERS_COUNT;+i) hThreadsi=CreateThread(NU
9、LL,0,Producer,NULL,0,&producerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1; /创建消费者线程 for (i=0;iCONSUMERS_COUNT;+i) hThreadsPRODUCERS_COUNT+i=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1; while(p_ccontinue) if(getchar() /按回车后终止程序运行 p_ccontinue = false; return 0;/生产一个产品。void
10、 Produce() std:cout std:endl Producing +ProductID . ; std:cout Succeed std:endl;/把新生产的产品放入缓冲区void Append() std:cerr Appending a product . ; bufferin = ProductID; in = (in+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl; /输出缓冲区当前的状态 for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : bufferi; if (i=in) std:co
11、ut - 生产; if (i=out) std:cout - 消费; std:cout std:endl; /从缓冲区中取出一个产品void Take() std:cerr Taking a product . ; ConsumeID = bufferout;bufferout = 0; out = (out+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl; /输出缓冲区当前的状态 for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : bufferi; if (i=in) std:cout - 生产; if (i=
12、out) std:cout - 消费; std:cout std:endl; /消耗一个产品void Consume() std:cout Consuming ConsumeID . ; std:cout Succeed std:endl;/生产者DWORD WINAPI Producer(LPVOID lpPara) while(p_ccontinue) WaitForSingleObject(EmptySemaphore,INFINITE);/p(empty); WaitForSingleObject(Mutex,INFINITE);/p(mutex); Produce(); Append
13、(); Sleep(1500); ReleaseMutex(Mutex);/V(mutex); ReleaseSemaphore(FullSemaphore,1,NULL);/V(full); return 0;/消费者DWORD WINAPI Consumer(LPVOID lpPara) while(p_ccontinue) WaitForSingleObject(FullSemaphore,INFINITE);/P(full); WaitForSingleObject(Mutex,INFINITE);/P(mutex); Take(); Consume(); Sleep(1500); ReleaseMutex(Mutex);/V(m
