操作系统实验二Mutex.docx

. . 操作系统 实验一 ：廖桉冬 学号： 日期： 15/4/29 实验容： 在 Windows 和 Linux 操作系统上， 利用各自操作系统提供的 Mutex 和信号量机制 （Win32 API 或 Pthreads），实现生产者 /消费者问题。具体要求见 ”Operating System Concepts(Seventh Edition) ”Chapter 6 后的 Project （P236-241）。 实验目的： 通过实验，理解 Win32 API、 Pthreads 中 mutex locks、 semaphores等使用方法，并掌握如何 利用它们实现进程（线程）间的同步和互斥。 设计思路和流程图 生产者 /消费者主要考虑两个同步问题： 1、产品队列被两者共同访问，因此需要保持产品变化的互斥性； 2、产品有上限，因此生产者不能无限生产，多个生产者应该保持同步；消费者亦然。 //生产者 Do{ //produce an item Wait(empty);// 队列有空位才能将产品放入 Wait(mutex);// 互斥访问队列 //add product Signal(mutex); Signal(full);// 告诉消费者有产品可以取用 } //消费者 Do{ Wait(full);// 队列有产品才能消费 Wait(mutex);// 互斥访问队列 //consume product Signal(mutex); Signal(full);// 告诉生产者队列有空位 } 1 / 9 . . 主要数据结构与其说明 int Buff[M] ：有限缓冲队列 HANDLE/sem_t Mutex ：互斥锁 HANDLE/sem_t Full/Empty ：队列有物品 /空位的信号 源程序并附上注释 //WIN32 #include iostream #includestdio.h #include stdlib.h #include time.h //系统调用 #includewindows.h #includeprocess.h using namespace std; #define M 10 #define Random_Max 50// 插入随机数最大值 2 / 9 . . int buff[M]={0}; // 缓冲区大小为 10 int in=0;// 生产者下标 int out=0;// 消费者下标 int prod_id=0,proc_id=0;// 初始化 id bool con=true; HANDLE Empty=NULL; // 空缓冲信号量 HANDLE Full=NULL;// 满缓冲信号量 HANDLE Mutex=NULL;// 缓冲区互斥锁 void produce(); void consume(); UINT _stdcall ThreadProd(LPVOID); UINT _stdcall ThreadCons(LPVOID); //生产 void produce(){ //随机产生“产品”放入队列 srand(time(0)); int j = rand() % Random_Max; buff[in]=j; //打印生产信息 cout produce j into bufferendl; //指针移动 ,下一个空项 in = (in+1)%M; } //消费 void consume(){ cout consume buff[out] from bufferendl; //指针移动 ,下一个满项 out = (out+1)%M; } //生产者入口函数 UINT _stdcall ThreadProd(LPVOID) { int id=++prod_id; while(1) { //初始化 srand(time(0)); 3 / 9 . . int i = rand() % 1000; Sleep(i+3000); //等待队列空 WaitForSingleObject(Empty,INFINITE); //等待互斥锁 WaitForSingleObject(Mutex,INFINITE); //打印生产者信息 coutProducer:id; //生产 produce(); //释放 semaphore ReleaseSemaphore(Full,1,NULL); Releas