2025年操作系统进程同步互斥实验攻略与实践解析.docx

《进程同步与互斥》试验汇报

试验序号：01试验项目名称：进程同步与互斥

学号

姓名

专业、班

试验地点

指导教师

时间

一、试验目的

1、掌握基本的进程同步与互斥算法，理解生产者-消费者问题。

2、学习使用Windows/XP中基本的同步对象，掌握有关API的使用措施。

3、理解Windows/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。

4、设计程序，实现生产者-消费者进程(线程)的同步与互斥；

二、试验环境

Windows/XP+VisualC++6.0

三、试验内容

以生产者-消费者模型为根据，在Windows/XP环境下创立一种控制台进程，在该进程中创立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。

四、设计思绪和流程框图

生产者进程的功能：生产东西，供消费者消费；消费者进程的功能：消费生产者生产的东西。生产者生产产品并存入缓冲区供消费者取走使用，消费者从缓冲器内取出产品去消费。在生产者和消费者同步工作时，必须严禁生产者将产品放入已装满的缓冲器

内

内，严禁消费者从空缓冲器内取产品。

生产者进程

消费者进程

五、源程序(含注释)清单

#includewindows.h#includefstream.h#includestdio.h

#includestring

#includeconio.h//定义某些常量；

//本程序容许的最大临界区数；#defineMAX_BUFFER_NUM10

//秒到微秒的乘法因子；

#defineINTE_PERSEC1000

//本程序容许的生产和消费线程的总数；#defineMAX_THREAD_NUM64

//定义一种构造，记录在测试文献中指定的每一种线程的参数structThreadInfo

{

intserial;//线程序列号

charentity;//是P还是C

doubledelay;//线程延迟

intthread_request[MAXTHREAD_NUM];//线程祈求队列

intn_request;//祈求个数

};

//全局变量的定义

//临界区对象的申明，用于管理缓冲区的互斥访问；CRITICAL_SECTIONPC_Critical[MAX_BUFFER_NUM];

intBuffer_Critical[MAX_BUFFER_NUM];//缓冲区申明，用于寄存产品；

HANDLEh_Thread[MAX_THREAD_NUM];//用于存储每个线程句柄的数组；

ThreadInfoThread_Info[MAX_THREAD_NUM];HANDLEempty_semaphore;

HANDLEh_mutex;

DWORDn_Thread=0;

//线程信息数组；//一种信号量；//一种互斥量；

//实际的线程的数目；

DWORDn_Buffer_or_Critical;//实际的缓冲区或者临界区的数

目；

HANDLEh_Semaphore[MAX_THREAD_NUM];//生产者容许消费者开始消费的信号量；

//生产消费及辅助函数的申明voidProduce(void*p);

voidConsume(void*p);

boolIfInOtherRequest(int);intFindProducePositon();

intFindBufferPosition(int);

intmain(void){

//申明所需变量；

DWORDwait_for_all;

ifstreaminFile;

//初始化缓冲区；

for(inti=0;iMAX_BUFFER_NUM;i++)

Buffer_Critical[i]=-1;

//初始化每个线程的祈求队列；

for(intj=0;jMAX_THREAD_NUM;j++){

for(intk=0;kMAX_THREAD_NUM;k++)

Thread_Info[j].thread_request[k