操作系统实验报告——进程同步与互斥.doc
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《进程同步与互斥》实验报告
实验序号:01 实验项目名称:进程同步与互斥
学 号 姓 名 专业、班 实验地点 指导教师 时间 一、实验目的
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 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。
4、设计程序,实现生产者-消费者进程(线程)的同步与互斥;
二、实验环境
Windows 2000/XP + Visual C++ 6.0
三、实验内容
以生产者-消费者模型为依据,在Windows 2000/XP环境下创建一个控制台进程,在该进程中创建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。
四、设计思路和流程框图
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时工作时,必须禁止生产者将产品放入已装满的缓冲器内,禁止消费者从空缓冲器内取产品。
五、源程序(含注释)清单
#includewindows.h
#includefstream.h
#includestdio.h
#includestring
#includeconio.h
//定义一些常量;
//本程序允许的最大临界区数;
#define MAX_BUFFER_NUM 10
//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 ThreadInfo
{
int serial; //线程序列号
char entity; //是P还是C
double delay; //线程延迟
int thread_request[MAX_THREAD_NUM]; //线程请求队列
int n_request; //请求个数
};
//全局变量的定义
//临界区对象的声明,用于管理缓冲区的互斥访问;
CRITICAL_SECTION PC_Critical[MAX_BUFFER_NUM];
int Buffer_Critical[MAX_BUFFER_NUM]; //缓冲区声明,用于存放产品;
HANDLE h_Thread[MAX_THREAD_NUM]; //用于存储每个线程句柄的数组;
ThreadInfo Thread_Info[MAX_THREAD_NUM]; //线程信息数组;
HANDLE empty_semaphore; //一个信号量;
HANDLE h_mutex; //一个互斥量;
DWORD n_Thread = 0; //实际的线程的数目;
DWORD n_Buffer_or_Critical; //实际的缓冲区或者临界区的数目;
HANDLE h_Semaphore[MAX_THREAD_NUM]; //生产者允许消费者开始消费的信号量;
//生产消费及辅助函数的声明
void Produce(void *p);
void Consume(void *p);
bool IfInOtherRequest(int);
int FindProducePositon();
int FindBufferPosition(int);
int main(void)
{
//声明所需变量;
DWORD wait_for_all;
ifstream inFile;
//初始化缓冲区;
for(int i=0;i MAX_BUFFER_NUM;i++)
Buffer_Critical[i] = -1;
//初始化每个线程的请求队列;
for(int j=0;jMAX_THREAD_NUM;j++){
for(int k=0;kMAX_THREAD_NUM;k++)
Thread_Info[j].thread_request[k] = -1;
Thread_Info[j].n_request = 0;
}
//初始化临界区;
for(i =0;i MAX_BUFFER_NUM;i++)
InitializeCriticalSection(PC_Critical[i]);
//打开输入文
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