《操作系统生产者与消费者问题实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统生产者与消费者问题实验报告（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、操作系统试验报告生产者和消费者的问题一、 试验目的1. 驾驭基本的同步与互斥的算法，理解基本的生产者与消费者的模型。2. 学习运用Windows 2000/XP中基本的同步对象，驾驭相关的API的运用方法。3. 了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，线程间的同步和互斥。二、 试验的内容及其要求1. 试验内容以生产者/消费者模型为依据，在Windows 2000环境下创建一个限制台进程，在改进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程（线程）的同步与互斥。2试验要求学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则学习了解Windows同步对象及其特性熟识试验环境，驾驭相关AP
2、I的运用方法设计程序，实现生产者/消费者进程（线程）的同步与互斥提交试验报告三、 试验的时间支配1 试验前，先到图书馆或上网百度了解有关生产者/消费者模型的相关学问，建立生产者/消费者模型的基本概念。2 利用13周、15周、17周的上机时间编写和调试程序代码。3 利用其他课余时间来分析试验的最终结果并完成相关的试验报告。四、 试验的环境1. 硬件条件：一般计算机一台2. 软件条件：操作系统：Windows 2000/XP开发语言：VC+本试验是在Windows 2000+VC6.0环境下实现的，利用Windows SDK供应的系统接口（API）完成程序的功能。试验在Windows下安装VC后进
3、行，因为VC是一个集成开发环境，其中包含了Windows SDK全部工具和定义，所以安装了VC后就不用特意安装SDK了。试验中所用的API（应用程序接口），是操作系统供应的用来进行应用程序设计的系统功能接口。要运用这些API，须要包含对这些函数进行说明的SDK头文件，最常见的就是windows.h。一些特别的API调用还须要包含其他的头文件。五、 正文1 程序结构图：2.数据结构：（1）用一个整型数组Buffer_Critical来代表缓冲区。不管是生产产品还是对已有产品的消费都须要访问改组缓冲区。（2）在程序中用一个自定义结构ThreadInfo记录一条线程的信息，即将测试用例文件中的一行信
4、息记录下来，用于程序创建相应的生产者或者消费者。由于要创建多个线程，所以程序中运用了一个ThreadInfo结构的数组Thread_Info。(3)在实现本程序的消费生产模型时，详细地通过如下同步对象实现互斥：设一个互斥量h_mutex,以实现生产者在查询和保留缓冲区内的下一个空位置时进行互斥。每一个生产者用一个信号量与其消费者同步，通过设置h_SemaphoreMAX_THREAD_NUM信号量数组实现，该组信号量用于表示相应产品已生产。同时用一个表示空缓冲区数目的信号量empty_semaphore进行类似的同步，指示缓冲区中是否存在空位置，以便起先生产下一个产品。每一个缓冲区用一个同步对
5、象实现该缓冲区上消费者之间的互斥，这通过设置临界区对象数组PC_CriticalMAX_BUFFER_NUM实现。3.试验步骤：（1）打开VC，选择菜单项File-New，选择Projects选项卡并建立一个名为R_WP1的win32 console application工程，创建时留意指定创建该工程的书目。（2）在工程中创建源文件R_WP1.cpp：选择菜单项Project-Add to project-Files,此时将打开一个新窗口，在其中的“文件名”输入栏中输入自己想要创建的文件名，这里是R_WP1.cpp；接着询问是否创建新文件时回答“yes”。通过Workspace-Source
6、 Files打开该文件，在其中编辑源文件并保存。（3）通过调用菜单项Build-Rebuild all进行编译连接，可以在指定的工程书目下得到debug-R_WP1.exe程序，然后把给定的test.txt文件存入该debug书目下，就可以在限制台进入该debug书目运行程序了。须要强调的是：在创建数据文件时，由于涉及文件的格式问题，最好在记事本中手工逐个输入数据，而不要用复制和粘贴数据。4.试验源代码：/*R_WP1.cpp*#include#include#include#include#include/定义一些常量/本程序允许的最大临界区数#define MAX_BUFFER_NUM 1
7、0/秒到微秒的乘法因子#define INTE_PER_SEC 1000/本程序允许的生产和消费线程的总数#define MAX_THREAD_NUM 64/定义一个结构，记录在测试文件中指定的每一个线程的参数struct ThreadInfoint serial;char entity;double delay;int thread_requestMAX_THREAD_NUM;int n_request;CRITICAL_SECTION PC_CriticalMAX_BUFFER_NUM;int Buffer_CriticalMAX_BUFFER_NUM;HANDLE h_ThreadMAX
8、_BUFFER_NUM;ThreadInfo Thread_InfoMAX_THREAD_NUM;HANDLE empty_semaphore;HANDLE h_mutex;DWORD n_Thread=0;DWORD n_Buffer_or_Critical;HANDLE h_SemaphoreMAX_THREAD_NUM;void Produce(void *p);void Consume(void *p);bool IfInOtherRequest(int);int FindProducePosition();int FindBufferPositon(int);int main(voi
9、d) DWORD wait_for_all; ifstream inFile; for(int i=0;iMAX_THREAD_NUM;i+) Buffer_Criticali=-1; for(int j=0;jMAX_THREAD_NUM;j+) for(int k=0;kMAX_THREAD_NUM;k+) Thread_Infoj.thread_requestk=-1; Thread_Infoj.n_request=0;for(i=0;in_Buffer_or_Critical;inFile.get();printf(输出文件是:n);printf(%dn,(int)n_Buffer_o
10、r_Critical);while(inFile) inFileThread_Infon_Thread.serial; inFileThread_Infon_Thread.entity; inFileThread_Infon_Thread.delay; char c; inFile.get(c); while(c!=n&!inFile.eof() inFileThread_Infon_Thread.thread_requestThread_Infon_Thread.n_request+; inFile.get(c); n_Thread+;for(j=0;j(int)n_Thread;j+) i
11、nt Temp_serial=Thread_Infoj.serial; char Temp_entity=Thread_Infoj.entity; double Temp_delay=Thread_Infoj.delay; printf(n thread%2d %c %f,Temp_serial,Temp_entity,Temp_delay); int Temp_request=Thread_Infoj.n_request; for(int k=0;kTemp_request;k+) printf(%d,Thread_Infoj.thread_requestk); coutendl; prin
12、tf(nn); empty_semaphore=CreateSemaphore (NULL,n_Buffer_or_Critical,n_Buffer_or_Critical, semaphore_for_empty); h_mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,mutex_for_update); for(j=0;j(int)n_Thread;j+) std:string lp=semaphore_for_produce_; int temp=j; while(temp) char c=(char)(temp%10); lp+=c; temp/=10; h_Semapho
13、rej+1=CreateSemaphore(NULL,0,n_Thread,lp.c_str();for(i=0;i(int)n_Thread;i+) if(Thread_Infoi.entity=P)h_Threadi=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(Produce), &(Thread_Infoi),0,NULL);elseh_Threadi=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(Consume), &(Thread_Infoi),0,NULL); wait_for_all=WaitForMultipleObjects(n_Thread,h_Thread,TRUE
