实验二进程同步实验.doc

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1、实验二进程同步一、实验目的：掌握基本的同步算法，理解经典进程同步问题的本质；学习使用Linux的进程同步机制，掌握相关API的使用方法；能利用信号量机制，采用多种同步算法实现不会发生死锁的哲学家进餐程序。二、实验平台：虚拟机：VMWare9以上操作系统：Ubuntu12.04以上编辑器：Gedit

2、Vim编译器：Gcc三、实验内容：（1）以哲学家进餐模型为依据，在Linux控制台环境下创建5个进程，用semget函数创建一个信号量集（5个信号量，初值为1），模拟哲学家的思考和进餐行为：每一位哲学家饥饿时，先拿起

3、左手筷子，再拿起右手筷子；筷子是临界资源，为每一支筷子定义1个互斥信号量；想拿到筷子需要先对信号量做P操作，使用完释放筷子对信号量做V操作。伪代码描述：semaphorechopstick[5]={1,1,1,1,1};•第i位哲学家的活动可描述为：do{printf("%disthinking",i);printf("%dishungry",i);wait(chopstick［i］);//拿左筷子wait(chopstick［(i+1)%5］);//拿右筷子printf("%diseating",

4、i);signal(chopstick［i］);//放左筷子signal(chopstick［(i+1)%5］);//放右筷子…}while[true];运行该组进程，观察进程是否能一直运行下去，若停滞则发生了什么现象？并分析原因。（2）解决哲学家进餐问题可采用如下方法：a.仅当哲学家的左、右两只筷子均可用时，才允许他拿起筷子进餐；b.至多只允许有4位哲学家同时去拿左边的筷子，最终能保证至少有一位哲学家能够进餐；c.规定奇数号哲学家先拿起他左手的筷子，然后再拿起他右手的筷子，而偶数号哲学家则先拿起他右手的筷子，

5、然后再拿起他左手的筷子。方法a在示例程序中给出，请用方法b和c写出不会发生死锁的哲学家进餐程序。（3）设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥。在该程序中创建4个进程（或线程）模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。实验结果：使用a方法结果哲学家就餐问题使用b方法解决哲学家就餐问题源码如下：#include#include#include#include#include#include

6、rno.h>#include#include#include#include#include#includeunionsemun{intval;structsemid_ds*buf;unsignedshort*array;structseminfo*_buf;};#defineERR_EXIT(m)do{perror(m);exit(EXIT_FAILURE);}wh

7、ile(0)//获取互斥信号量voidwait_mutex(intmutex){structsembufsb={0,-1,0};semop(mutex,&sb,1);//对互斥信号量进行操作}//取得筷子voidwait_v(intsemid,intnum){structsembufsb={num,-1,0};semop(semid,&sb,1);}//释放筷子voidsignal_p(intsemid,intnum){structsembufsb={num,1,0};semop(semid,&sb,1);}/

8、/释放互斥变量mutexvoidsignal_mutex(intsemid0){structsembufsb={0,1,0};semop(semid0,&sb,1);}//ph函数voidph(intnum,intsemid,intsemid0){intleft=num;intright=(num+1)%5;for(;;){printf("%disthinking",num);sleep(1);printf("%dishungry",num);sleep(1);//wait操作，控制哲学家最多4人能进餐

9、wait_mutex(semid0);wait_v(semid,left);wait_v(semid,right);printf("%diseating",num);sleep(1);//signal操作signal_p(semid,right);//释放右筷子signal_p(semid,left);//释放左快子signal_mutex(semid0);//释放互斥信号量}}/