操作系统课程设计报告--进程通信与进程同步机制实践.doc

操作系统课程设计报告 完成报告时间：2009年6月24日 一、实验题目：进程通信与进程同步机制实践 二、实验目的 1． 掌握基本的同步与互斥算法，理解生产者消费者模型。 2．学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。 3．了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。 三、实验说明与要求 说明：在Windows环境下，采用系统调用，编程实现读者、写者问题，具体的要求为：一个数据集（如一个文件或记录）为多个并发进程所共享，其中一些进程只要求读该数据集的内容，这些进程称为“读者”，而另一些进程则要求修改该数据集的内容，这些进程称为“写者”。具体要求是：允许多个读者同时读该数据集的内容，但是，若有一个写者在写，则其他读者不能读，若有一个写者在写或有其他读者在读，则其他写者均被拒绝。当一个写者正在写，而有多个读者与写者在等待时，写者应优先唤醒。 要求：读者进去读、等待，写者进去写、等待等状态均在屏幕上打印出来。 撰写课程设计报告。 实验环境 操作系统：Windows 2000 参考程序所使用的程序设计语言：VC6.0 原理及算法 让写者与读者、读者与读者之间互斥的访问同一数据集，在无写者进程到来时各读者可同时的访问数据集，在读者和写者同时等待时写者优先唤醒。 设置两个全局变量readcount 和writecount来记录读者与写者的数目，设置了3个信号量。h_mutex1表示互斥对象对阻塞在read这一个过程实现互斥，h_mutex2实现全局变量readcount操作上的互斥，h_mutex3实现对全局变量writecount的互斥访问。设置了两个临界区，为了实现写者优先，用了临界区read。 主要数据结构和流程 数据结构：（1）用了两个临界区 （2）自定义结构ThreadInfo记录一条线程信息，多个线程对应一个ThreadInfo数组。 （3）设置了互斥量h_mutex1，实现了互斥对象对阻塞read这一过程，h_mutex2实现对readcount操作的互斥，h_mutex3实现对writecount的互斥访问。 流程：（1）主函数 （2）临界区初始化 （3）提取线程相关信息 （4）完成线程相关信号量的初始化 （5）创建读者与写者线程 （6）等待所有线程结束 （7）程序结束 （8）读者 （9）提取本线程信息 （10）等待，提出读请求 （11）进入临界区 （12）进行读操作，并判读是否读完 （15）退出临界区，读操作完成 （16）如果readcount=0，则唤醒写者 （17）写者 （18）提取本线程信息 （19）等待，发出写请求 （20）进入临界区 （21）进行写操作，并判断是否写完 （22）退出临界区，写操作完成 （23）如果writecount=0，则唤醒读者 六、实验测试结果及结果分析 1、测试文件 10 1 R 2 3 2 R 3 5 3 W 1 1 4 R 10 5 5 R 12 4 6 W 9 8 7 R 13 6 8 W 12 5 9 R 20 10 10 W 21 20 2、测试结果 3、测试结果分析 由测试结果可知，线程3最早发出操作请求，并执行，开始执行后线程1发出读请求，3完成操作，1开始读操作，2发出读请求，2开始读操作，1、2完成读操作，实现了读者同步，6发出写请求，6开始写操作，4、5发出读请求，8发出写请求，7发出读请求，形成2个等待队列，一个是读这等待队列有线程4、5、7，一个是写者等待队列8，当6完成操作时，优先唤醒写者线程8，实现了写者优先，写者写完了再唤醒读者等待队列，实现了多个读者同步。在8开始执行写操作后，10发出写请求，当8写完了才开始执行10的写操作，实现了写写互斥，一次只能有一个写者在写。 课程设计总结 此次课程设计收获很多，以前一遇到写程序第一反应是不会写等着别人吧，可是这次老师比较严格，我开始了第一次认认真真的写程序，七天时间说短不短说长不长，我在这七天里收获的非常多，在写程序的时候，面对自己写出来的程序不再害怕它有好多错，有再多的错我一个一个改就行了，如果是在以前，我肯定是退缩的，因为我会认为程序这么多错就算改出来肯定也是运行不出来的，直接就放弃，可是这次我没有，有很多错，改不