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  • 进程同步与互斥实验

    千次阅读 2020-11-04 17:53:18
    进程同步与互斥实验 #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #define true 1 //生产者ID int product_id = 0; //消费者ID int consumer_id = 0;...

    进程同步与互斥实验

    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    #define true 1
    //生产者ID
    int product_id = 0;
    //消费者ID
    int consumer_id = 0;
    //缓冲区大小
    int N;
    //生产者数目
    int producerNum;
    //消费者数目
    int consumerNum;
    //类型定义 int型 信号
    typedef int semaphore;
    //类型定义 int型 商品
    typedef int item;
    //定义 商品类型的缓冲数组
    item* buffer;
    //头索引,输入索引,头指针,用于标识生产者的输入位置
    int in = 0;
    //尾索引,输出索引,尾指针,用于标识消费者的输出位置
    int out = 0;
    //产品数目
    int proCount = 0;
    //mutex 互斥变量,empty 缓冲区空白大小,full 缓冲区非空白大小,proCmutex 生产者互斥变量
    semaphore mutex = 1, empty , full = 0, proCmutex = 1;
    //pthread_create函数创建进程时,需要一个指针类型的函数作为参数,所以定义为指针类型。
    //producer与consumer作为线程的执行体。
    void * producer(void * a){
    int id = ++product_id;
    while(true){
    int flag = 0;
    //如果缓冲区已满报错
    while(empty <= 0){
    printf(“生产者%d:缓冲区已满!阻塞中……\n”,id);
    flag =1;
    sleep(1);
    }
    if(flag ==1)
    printf(“生产者%d因缓冲区有空位唤醒!\n”,id);
    //如果有其他生产者占用进程则互斥,检查有没有其他生产者生产产品
    flag = 0;
    while(proCmutex <= 0){printf(“生产者%d生产阻塞中……\n”,id);flag = 1;sleep(1);};
    //将互斥变量置0,代表已占用
    proCmutex–;
    if(flag == 1)
    printf(“生产者%d生产唤醒!\n”,id);
    //产品号+1
    proCount++;
    printf(“生产者%d:生产一个产品ID%d!\n”,id,proCount);

        //总互斥变量,检查有没有其他进程修改缓冲区数据
        flag = 0;
        while(mutex <= 0){printf("生产者%d装入阻塞中……\n",id);sleep(1);flag=1;};
        //占用进程
        mutex--;
    
        if(flag == 1)
            printf("生产者%d装入唤醒,装入产品ID%d,缓冲区位置为%d!\n",id,proCount,in);
        else
            printf("生产者%d装入产品ID%d,缓冲区位置为%d!\n",id,proCount,in);
        //否则缓冲区空白大小-1
        empty--;
        //缓冲区头指针放入产品
        buffer[in] = proCount;
        //头指针+1
        in = (in + 1) % N;
    
        //缓冲区非空白大小+1
        full++;
        //解除占用
        mutex++;
        //解除生产占用
        proCmutex++;
        //睡一觉
        sleep(1);
    }
    

    }

    void * consumer(void *b){
    int id = ++consumer_id;
    while(true){
    int flag = 0;
    while(full <= 0){
    printf("\t\t\t\t消费者%d:缓冲区为空!阻塞中……\n",id);
    flag = 1;
    sleep(1);
    }
    full–;
    if(flag ==1)
    printf("\t\t\t\t消费者%d因缓冲区有产品唤醒!\n",id);
    flag = 0;

        while(mutex <= 0){printf("\t\t\t\t消费者%d消费阻塞中……\n",id);sleep(1);};
        mutex--;
        if(flag == 1)
            printf("\t\t\t\t消费者%d消费唤醒!\n",id);
        int nextc = buffer[out];
        buffer[out] = 0;//消费完将缓冲区设置为0
        empty++;
        printf("\t\t\t\t消费者%d:消费一个产品ID%d,缓冲区位置为%d\n",id, nextc,out);
        out = (out + 1) % N;
        mutex++;
        sleep(1);
    }
    

    }

    int main()
    {
    int tempnum;
    //输入生产者数目
    printf(“请输入生产者数目:\n”);
    scanf("%d",&tempnum);
    producerNum = tempnum;
    //输入消费者数目
    printf(“请输入消费者数目:\n”);
    scanf("%d",&tempnum);
    consumerNum = tempnum;
    //输入缓冲区大小
    printf(“请输入缓冲区大小:\n”);
    scanf("%d",&tempnum);
    N = tempnum;
    empty = N;
    buffer = (item*)malloc(N*sizeof(item));
    for(int i=0;i<N;i++)
    {
    buffer[i]=0;
    }
    //pthread_t是线程结构,用来保存线程相关数据,可以理解为线程类型,声明线程对象(这里声明的时线程对象数组)
    pthread_t threadPool[producerNum+consumerNum];//声明了线程数组作为线程池
    int i;
    for(i = 0; i < producerNum; i++){
    pthread_t temp;
    //if语句中,第一个参数是线程指针,第二个是线程属性指针,第三个是函数指针,即线程要执行的代码
    //函数通过producer函数指针创建对象,赋值给temp作为线程执行
    if(pthread_create(&temp, NULL, producer, NULL) == -1)
    {
    printf(“ERROR, fail to create producer%d\n”, i);
    exit(1);
    }
    //将temp作为能够执行的线程放入了进程池
    threadPool[i] = temp;
    }//创建生产者进程放入线程池

    //对于消费者进程也同样创建进程
    for(i = 0; i < consumerNum; i++){
        pthread_t temp;
        if(pthread_create(&temp, NULL, consumer, NULL) == -1){
            printf("ERROR, fail to create consumer%d\n", i);
            exit(1);
        }
        threadPool[i+producerNum] = temp;
    }//创建消费者进程放入线程池
    
    
    void * result;
    for(i = 0; i < producerNum+consumerNum; i++){
        //pthread_join函数用与等待线程的结束
        //等待的是子进程的结束,因为如果主进程不等待子进程而直接结束,子进程将没有执行就被杀死。
        if(pthread_join(threadPool[i], &result) == -1){
            printf("fail to recollect\n");
            exit(1);
        }
    }//运行线程池
    return 0;
    

    }

    远哥是真强啊!帅!

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  • 《操作系统进程同步与互斥实验报告》由会员分享,可在线阅读,更多相关《操作系统进程同步与互斥实验报告(2页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。1、学 生 实 验 报 告姓名: 年级专业班级 学号 成绩 课程名称操作系统...

    《操作系统进程同步与互斥实验报告》由会员分享,可在线阅读,更多相关《操作系统进程同步与互斥实验报告(2页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、学 生 实 验 报 告姓名: 年级专业班级 学号 成绩 课程名称操作系统实验名称实验1 进程的同步与互斥实验类型验证 设计综合 创新【实验目的、要求】1.通过编写程序实现进程同步和互斥,使学生掌握有关进程(线程)同步与互斥的原理以及解决进程(线程)同步和互斥的算法,从而进一步巩固进程(线程)同步和互斥等有关的内容。2.了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制、线程间的同步和互斥。3.掌握多道程序设计的基本理论、方法和技术,培养学生多道程序设计的能力。【实验内容】在Windows XP或Windows 2000等操作系统环境下,使用VC、VB、Delphi、java或C等编程语言,。

    2、采用进程(线程)同步和互斥的技术编写程序实现生产者-消费者问题(或哲学家进餐问题、读者-写者问题)或自己设计一个简单程序模拟进程(线程)同步和互斥在实际中的应用。【实验环境】(含主要设计设备、器材、软件等)计算机 C语言编程软件【实验步骤、过程】(含原理图、流程图、关键代码,或实验过程中的记录、数据等)1.认真分析生产者-消费者经典进程同步互斥问题,对算法构思.开 始2.算法的流程图表示如下:a=1?Y N输出1,0,0b=1?Y N c=1?输出0,1,0Y N输出0,0,0输出0,0,1结 束3.启动计算机,运行C编程软件.4.程序关键代码.#define N 1 /N定义为临界资源!pr。

    3、intf(请输入三个进程:n); /初始状态为:临界资源处于空闲状态!loop:scanf(%d %d %d,&a,&b,&c); /输入的进程名为:a,b,c!进程名输入的先后代表进程的访问顺序!if(a=N) /判断进程a是否占据临界资源!若a=N,表明a访问临界资源! printf(a=%dn,a); /a正在访问临界资源!printf(b=0,c=0n); /b,c不能进入自己的临界区,需等待a释放临界资源!printf(“临界资源正在被进程a访问,进程b,c必须等待.n”);else if(b=N)printf(b=%dn,b); /b正在访问临界资源!printf(a=0,c=0n。

    4、); /a,c不能进入自己的临界区,需等待b释放临界资源!printf(“临界资源正在被进程b访问,进程a,c必须等待.n”);5.编译链接所编写的程序,在编译正确的情况下执行程序.6.记录程序执行的结果(如下图所示).注意:初始状态为:临界资源处于空闲状20 10年 12 月16 日 【实验结果或总结】(对实验结果进行相应分析,或总结实验的心得体会,并提出实验的改进意见)1.进程a,b,c分别访问临界资源时程序执行的结果如下.(a) (b) (c)2.该程序初始化N为临界资源,根据输入a,b,c,的值是否等于N来判断进程分别是否进入自己的临界区。当a=N表明进程a正在访问临界资源。此时程序执。

    5、行的输出为:a=1,b=c=0表示进程b,c不能进入自己的临界区。3.该程序能较好地体现程序并发执行时的一种制约关系-互斥,但不能较好的反映进程的同步关系,所以该算法有待改进,用以同时实现进程的同步和互斥。4.该程序的输入变量具有限制,若输入除0和1的数据,则将视为0处理.改进的方法为修改if语句中的条件为:1,即只要输入为非零,则有效。即逻辑表达式的值为真。(在逻辑数学里非零则表示为真!)5.为了能较好的实现进程的同步,可以另外设一个标志量,标志临界资源是否正被访问,当a,b,c中的其一访问临界资源时,其余2个将进行自我阻塞,当该进程执行完毕后,须将被阻塞的进程唤醒。指导教师签名: 20 年 月 日【备注。

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  • PAGEPAGE 1学 生 实 验 报 告姓名: 年级专业班级 学号 成绩课程名称操作系统实验名称实验1 进程的同步与互斥实验类型验证 设计综合 创新【实验目的、要求】1.通过编写程序实现进程同步和互斥,使学生掌握有关进程...

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    PAGE 1

    学 生 实 验 报 告

    姓名: 年级专业班级 学号 成绩

    课程名称

    操作系统

    实验名称

    实验1 进程的同步与互斥

    实验类型

    验证 设计

    综合 创新

    【实验目的、要求】

    1.通过编写程序实现进程同步和互斥,使学生掌握有关进程(线程)同步与互斥的原理以及解决进程(线程)同步和互斥的算法,从而进一步巩固进程(线程)同步和互斥等有关的内容。2.了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制、线程间的同步和互斥。3.掌握多道程序设计的基本理论、方法和技术,培养学生多道程序设计的能力。

    【实验内容】

    在Windows XP或Windows 2000等操作系统环境下,使用VC、VB、Delphi、java或C等编程语言,采用进程(线程)同步和互斥的技术编写程序实现生产者-消费者问题(或哲学家进餐问题、读者-写者问题)或自己设计一个简单程序模拟进程(线程)同步和互斥在实际中的应用。

    【实验环境】(含主要设计设备、器材、软件等)

    计算机 C语言编程软件

    【实验步骤、过程】(含原理图、流程图、关键代码,或实验过程中的记录、数据等)

    1.认真分析生产者-消费者经典进程同步互斥问题,对算法构思.

    开 始2.算法的流程图表示如下:

    开 始

    a=1? Y N

    a=1?

    输出1,0,0b=1?

    输出1,0,0

    b=1?

    c=1?输出0,1,0

    c=1?

    输出0,1,0

    Y N

    输出0,0,0输出0,0,1

    输出0,0,0

    输出0,0,1

    结 束

    结 束

    3.启动计算机,运行C编程软件.

    4.程序关键代码.

    #define N 1 //N定义为临界资源!

    printf("请输入三个进程:\n"); //初始状态为:临界资源处于空闲状态!

    loop:scanf("%d %d %d",&a,&b,&c); //输入的进程名为:a,b,c!进程名输入的先后代表进程的访问顺序!

    if(a==N) //判断进程a是否占据临界资源!若a==N,表明a访问临界资源!

    {

    printf("a=%d\n",a); //a正在访问临界资源!

    printf("b=0,c=0\n"); //b,c不能进入自己的临界区,需等待a释放临界资源!

    printf(“临界资源正在被进程a访问,进程b,c必须等待.\n”);

    }

    else if(b==N)

    {

    printf("b=%d\n",b); //b正在访问临界资源!

    printf("a=0,c=0\n"); //a,c不能进入自己的临界区,需等待b释放临界资源!

    printf(“临界资源正在被进程b访问,进程a,c必须等待.\n”);

    }

    5.编译链接所编写的程序,在编译正确的情况下执行程序.

    6.记录程序执行的结果(如下图所示).

    注意:初始状态为:临界资源处于空闲状

    20 10年 12 月16 日

    【实验结果或总结】(对实验结果进行相应分析,或总结实验的心得体会,并提出实验的改进意见)

    1.进程a,b,c分别访问临界资源时程序执行的结果如下.

    (a) (b) (c)

    2.该程序初始化N为临界资源,根据输入a,b,c,的值是否等于N来判断进程分别是否进入自己的临界区。当a=N表明进程a正在访问临界资源。此时程序执行的输出为:a=1,b=c=0表示进程b,c不能进入自己的临界区。

    3.该程序能较好地体现程序并发执行时的一种制约关系-互斥,但不能较好的反映进程的同步关系,所以该算法有待改进,用以同时实现进程的同步和互斥。

    4.该程序的输入变量具有限制,若输入除0和1的数据,则将视为0处理.改进的方法为修改if语句中的条件为:1,即只要输入为非零,则有效。即逻辑表达式的值为真。(在逻辑数学里非零则表示为真!)

    5.为

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  • 学 生 实 验 报 告姓名: 年级专业班级 学号 成绩验证 设计课程名称 操作系统 实验名称 实验 1 ...通过编写程序实现进程同步互斥,使学生掌握有关进程(线程)同步与互斥的原理以及解决进程(线程)同步和互斥的算法,...

    学 生 实 验 报 告

    姓名: 年级专业班级 学号 成绩

    验证 设计

    课程名称 操作系统 实验名称 实验 1 进程的同步与互斥 实验类

    综合 创新

    【实验目的、要求】

    1.通过编写程序实现进程同步和互斥,使学生掌握有关进程(线程)同步与互斥的原理以及解决进

    程(线程)同步和互斥的算法,从而进一步巩固进程(线程)同步和互斥等有关的内容。2.了解

    Windows2000/XP 中多线程的并发执行机制、线程间的同步和互斥。3.掌握多道程序设计的基本理论、方

    法和技术,培养学生多道程序设计的能力。

    【实验内容】

    在 Windows XP 或 Windows 2000 等操作系统环境下,使用 VC、VB、Delphi、java 或 C 等编程语言,

    采用进程(线程)同步和互斥的技术编写程序实现生产者-消费者问题(或哲学家进餐问题、读者-写者

    问题)或自己设计一个简单程序模拟进程(线程)同步和互斥在实际中的应用。

    【实验环境】(含主要设计设备、器材、软件等)

    计算机 C 语言编程软件

    【实验步骤、过程】(含原理图、流程图、关键代码,或实验过程中的记录、数据等)

    1.认真分析生产者-消费者经典进程同步互斥问题,对算法构思.

    2.算法的流程图表示如下:

    开 始

    Y N

    a=1?

    Y N

    b=1?

    输出 1,0,0

    输出 0,1,0 Y c=1? N

    输出 0,0,1 输出 0,0,0

    结 束

    3.启动计算机,运行 C 编程软件.

    4.程序关键代码.

    #define N 1 //N 定义为临界资源!

    printf("请输入三个进程:\n"); //初始状态为:临界资源处于空闲状态!

    loop:scanf("%d %d %d",&a,&b,&c); //输入的进程名为:a,b,c!进程名输入的先后代表进程的访问顺序!

    if(a==N) //判断进程 a 是否占据临界资源!若 a==N,表明 a 访问临界资源!

    {

    printf("a=%d\n",a); //a 正在访问临界资源!

    printf("b=0,c=0\n"); //b,c 不能进入自己的临界区,需等待 a 释放临界资源!

    printf(“ 临界资源正在被进程 a 访问,进程 b,c 必须等待.\n”);

    }

    else if(b==N)

    {

    printf("b=%d\n",b); //b 正在访问临界资源!

    printf("a=0,c=0\n"); //a,c 不能进入自己的临界区,需等待b 释放临界资源!

    printf(“ 临界资源正在被进程b 访问,进程 a,c 必须等待.\n”);

    }

    5.编译链接所编写的程序,在编译正确的情况下执行程序.

    6.记录程序执行的结果(如下图所示).

    注意:初始状态为:临界资源处于空闲状

    20 10 年 12 月 16 日

    【实验结果或总结】(对实验结果进行相应分析,或总结实验的心得体会,并提出实验的改进意见)

    1.进程 a,b,c 分别访问临界资源时程序执行的结果如下.

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  • 通过编写程序实现进程同步互斥使学生掌握有关进程线程同步与互斥的原理以及解决进 程线程同步和互斥的算法从而进一步巩固进程线程同步和互斥等有关的内容2.了解 Windows2000/XP 中多线程的并发执行机制线程间的...
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  • 进程同步与互斥

    2013-12-19 10:17:14
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  • 2.理解生产者消费者模型,了解其它典型的同步互斥模型,如哲学家就餐、读者-写者模型等。 3.学习使用Windows中基本的同步对象,掌握相关API的使用方法。 4.了解Windows中多线程的并发执行机制,实现进程的同步...
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空空如也

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进程同步与互斥实验