操作系统实验报告——进程同步与互斥.doc

《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