操作系統(tǒng)實驗報告生產(chǎn)者消費(fèi)者問題

1、山東科技大學(xué)學(xué)生課程設(shè)計課 程 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目： 生產(chǎn)者消費(fèi)者問題 山 東 科 技 大 學(xué)2014年 1 月 1 日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書一、課程設(shè)計題目： 生產(chǎn)者消費(fèi)者問題 二、課程設(shè)計主要參考資料（1） 美Abraham Silberschatz Peter Baer Galvin Greg Gagne 著.OPERATING SYSTEM CONCEPTSSeventh Edition.高等教育出版社,2007,01 （2） 蔡啟先.C語言程序設(shè)計教程（第二版）.重慶大學(xué)出版社,2003,07 （3） 張堯?qū)W等.計算機(jī)操作系統(tǒng)教程(第2版)M.北京:清華大學(xué)出版社,200

2、0. 三、課程設(shè)計應(yīng)解決的主要問題：（1） 了解信號量的使用 （2） 理解生產(chǎn)者消費(fèi)者問題模型 （3） 掌握真確使用同步機(jī)制的方法 （4） 實現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者進(jìn)程的互斥與同步 四、課程設(shè)計相關(guān)附件（如：圖紙、軟件等）： 程序源代碼 五、任務(wù)發(fā)出日期： 2013-12-1 課程設(shè)計完成日期： 2014-1-1 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師對課程設(shè)計的評語成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日一、設(shè)計目的1、了解信號量的使用2、加深對信號量機(jī)制的理解二、設(shè)計要求1、理解生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題模型，掌握解決問題的算法思想2、掌握正確使用同步機(jī)制的方法三、設(shè)計說明（含系統(tǒng)框圖和（或）主要算法的流程圖）生產(chǎn)者和消費(fèi)者

3、是經(jīng)典的進(jìn)程同步問題，在這個問題中，生產(chǎn)者不斷的向緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)，而消費(fèi)者則從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)。生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者對緩沖區(qū)的操作是互斥，即當(dāng)前只能有一個進(jìn)程對這個緩沖區(qū)進(jìn)行操作，生產(chǎn)者進(jìn)入操作緩沖區(qū)之前，先要看緩沖區(qū)是否已滿，如果緩沖區(qū)已滿，則它必須等待消費(fèi)者進(jìn)程將數(shù)據(jù)取出才能寫入數(shù)據(jù)，同樣的，消費(fèi)者進(jìn)程從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)之前，也要判斷緩沖區(qū)是否為空，如果為空，則必須等待生產(chǎn)者進(jìn)程寫入數(shù)據(jù)才能讀取數(shù)據(jù)。模擬程序的程序流程圖如下所示：1.主程序流程圖：2. 生產(chǎn)者進(jìn)程流程圖3. 消費(fèi)者進(jìn)程流程圖四、重要代碼注釋：/*生產(chǎn)者線程*/void *producer1(void* s) pthread_

4、mutex_lock(&the_main); pthread_mutex_unlock(&the_main); int proid=(int)s; int i; for(i=1; i<=MAX; i+) pthread_mutex_lock(&the_mutex); while(counter=BUFFER_SIZE) printf("%d號生產(chǎn)者 wait.n",proid); pthread_cond_wait(&condp,&the_mutex); printf("%d號生產(chǎn)者 喚醒.n",proid)

5、; bufferin=1; printf("%d號生產(chǎn)者生產(chǎn)1放入%d中n",proid,in); in=(in+1)%BUFFER_SIZE; counter+; pthread_cond_signal(&condc); pthread_mutex_unlock(&the_mutex); pthread_mutex_lock(&the_p); p+; printf("%d號生產(chǎn)者線程結(jié)束n",proid); pthread_mutex_unlock(&the_p); return 0;/*消費(fèi)者線程*/void *con

6、sumer1(void* s) pthread_mutex_lock(&the_main); pthread_mutex_unlock(&the_main); int conid=(int)s; int j=1; int k=0; while(1) pthread_mutex_lock(&the_mutex); if(p=30&&counter=0) pthread_mutex_unlock(&the_mutex); break; while(counter=0) if(p=30&&counter=0) pthread_mutex

7、_unlock(&the_mutex); break; printf("%d號消費(fèi)者wait.n",conid); pthread_cond_wait(&condc,&the_mutex); printf("%d號消費(fèi)者喚醒.n",conid); if(bufferout=4) printf("%d號消費(fèi)者在%d處消費(fèi)%d counter=%d p=%dn",conid,out,bufferout,counter-1,p); bufferout=0; out=(out+1)%BUFFER_SIZE; count

8、er-; pthread_cond_signal(&condp); if(bufferout=1&&flgconid=0) flgconid=1; printf("%d號消費(fèi)者在%d處消費(fèi)%d counter=%d p=%dn",conid,out,bufferout,counter-1,p); for(j=1; j<=29; j=j+2) if(flgj=1) k+; if(k=15) k=0; for(j=1; j<=29; j+) flgj=0; bufferout=0; out=(out+1)%BUFFER_SIZE; count

9、er-; pthread_cond_signal(&condp); else k=0; else pthread_cond_signal(&condc); pthread_mutex_unlock(&the_mutex); printf("%d消費(fèi)者線程結(jié)束n",conid);pthread_exit(0);/*如果生產(chǎn)者線程只有1,3,5,7,9依然存在，結(jié)束所有偶消費(fèi)者線程*/for(j=1; j<=10; j=j+2) pthread_create(&proj,0,producer1,(void*)j); pthread_crea

10、te(&conj,0,consumer1,(void*)j); /*如果生產(chǎn)者線程只有2,4,6,8,10依然存在，結(jié)束所有奇數(shù)消費(fèi)者線程*/for(j=2; j<=10; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer2,(void*)j); pthread_create(&proj,0,producer2,(void*)j); /*如果生產(chǎn)者線程只在11-20之間依然存在，結(jié)束不在該范圍內(nèi)的其它編號的消費(fèi)者線程*/for(j=11; j<=20; j=j+1) pthread_create(&proj,0,produ

11、cer3,(void*)j); for(j=11; j<=20; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer3,(void*)j); for(j=12; j<=20; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer4,(void*)j); /*其他編號生產(chǎn)者線程生產(chǎn)的產(chǎn)品可由任意的消費(fèi)者線程消費(fèi)*/ for(j=12; j<=20; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer4,(void*)j); for(j=21; j<=30; j=j+1) pthread_create(&proj,0,producer4,(void*)j); for(j=21; j<=30; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer5,(void*)j); for(j=22; j<=30; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer6,(void*)j); 四、運(yùn)行結(jié)果及分析五、總結(jié)1、本次實驗是關(guān)于生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間