操作系统实验报告经典的生产者—消费者问题.docVIP

WORD完美整理版 范文范例 参考指导 实验二 经典的生产者—消费者问题 一、目的 实现对经典的生产者—消费者问题的模拟，以便更好的理解经典进程同步问题。 二、实验内容及要求 编制生产者—消费者算法，模拟一个生产者、一个消费者，共享一个缓冲池的情形。 1、实现对经典的生产者—消费者问题的模拟，以便更好的理解此经典进程同步问题。生产者－消费者问题是典型的PV操作问题，假设系统中有一个比较大的缓冲池，生产者的任务是只要缓冲池未满就可以将生产出的产品放入其中，而消费者的任务是只要缓冲池未空就可以从缓冲池中拿走产品。缓冲池被占用时，任何进程都不能访问。 2、每一个生产者都要把自己生产的产品放入缓冲池，每个消费者从缓冲池中取走产品消费。在这种情况下，生产者消费者进程同步，因为只有通过互通消息才知道是否能存入产品或者取走产品。他们之间也存在互斥，即生产者消费者必须互斥访问缓冲池，即不能有两个以上的进程同时进行。 三、生产者和消费者原理分析 在同一个进程地址空间内执行两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放一个空缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费者线程将被阻挡，直到新的物品被生产出来。 四、生产者与消费者功能描述： 生产者功能描述：在同一个进程地址空间内执行两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。 消费者功能描述：消费者线程从缓冲区获得物品，然后释放缓冲区，当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。 五、实验环境 操作系统环境：Windows系统。 编程语言：C#。 六、生产者与消费者的思路和设计 1、程序流程图 (1) 生产者 N N Y Y N 开 始 生产产品 Wait (empty) empty≤0 Wait (mutex) Mutex=1 存入缓冲区 empty = empty- 1 Signal (mutex) Signal (full) 缓冲区内已满，已无可用缓冲区 缓冲区正被其他进程占用 结 束 (2) 消费者 N N Y Y N 开 始 Wait (full) 消费请求 full≤0 Wait (mutex) Mutex=1 消 费 full = full - 1 Signal (mutex) Signal (empty) 缓冲区内产品已空，不能进行消费 缓冲区正被其他进程占用 结 束 2、主要程序代码 //初始化变量 private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { mutex = 1; //互斥信号量 full = 0; //缓冲池中满缓冲区的数量 empty = 5;//缓冲池中空缓冲区的数量 count1 = 0;//生产的产品数目 i = 0; lb_mutex.Text = 1; lb_full.Text = 0; lb_empty.Text = 5; } //消费者从缓冲区中消费一个产品 private void consumer_Click(object sender, EventArgs e) { if (full 0) { //消费者已进入互斥临界区 if (mutex == 1) //申请进入临界区 { mutex = 0; //消费者已进入互斥临界区 lb_mutex.Text = 0; timer_consumer.Enabled = true;//启动消费者消费缓冲区产品 } else { MessageBox.Show(缓冲区被占用，请等待。。。, 信息提MessageBoxButtons.OK); } }