生产者与消费者实验报告.docx

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1、生产者和消费者实验报告【实验目的】1.加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。2.进一步认识并发执行的实质。3.验证用信号量机制实现进程互斥的方法。4.验证用信号量机制实现进程同步的方法。【实验要求】用c语言编程搭建“生产者和消费者”经典进程通信问题的环境。要求程序运行时，按任意键停止，显示当前系统的各个参数的值。提交实验报告，以及相关程序列表。打包成附件上传。【实验环境】VisualC++6.0【实验内容】1.了解经典同步问题“生产者和消费者”生产者与消费者可以通过一个环形缓冲池联系起来，环形缓冲池由几个大小相等的缓冲块组成，每个缓冲块容纳一个产品。每个生产者可不断地每次往缓冲池中送一

2、个生产产品，而每个消费者则可不断地每次从缓冲池中取出一个产品。指针i和指针j分别指出当前的第一个空缓冲块和第一个满缓冲块。2.分析和理解（1）既存在合作同步问题，也存在临界区互斥问题合作同步：当缓冲池全满时，表示供过于求，生产者必须等待，同时唤醒消费者；当缓冲池全空时，表示供不应求，消费者应等待，同时唤醒生产者。互斥：缓冲池显然是临界资源，所在生产者与消费都要使用它，而且都要改变它的状态。（2）基于环形缓冲区的生产者与消费者关系形式描述：公用信号量mutex：初值为1，用于实现临界区互斥生产者私用信号量empty：初值为n，指示空缓冲块数目消费者私用信号量full：初值为0，指示满缓冲块数目

3、整型量i和j初值为0，i指示首空缓冲块序号，j指示首满缓冲块序号（3）PV原语varmutex,empty,full:semaphore;i,j:integer;buffer:array[0...n-1]ofitem;i:=j:=1;Procedureproducer;beginwhiletruedobeginproduceaproduct;P(empty);P(mutex);buffer(i):=product;i:=(i+1)modn;V(mutex);V(full);end;end;Procedureconsumer;beginP(full);P(mutex);goods:=buffe

4、r(j);j:=(j+1)modn;V(mutex);V(empty);consumeaproduct;end;end;【实验源程序代码】#include#includeconstunsignedshortSIZE_OF_BUFFER=10;//缓冲区长度unsignedshortProductID=0;//产品号unsignedshortConsumeID=0;//将被消耗的产品号unsignedshortin=0;//产品进缓冲区时的缓冲区下标unsignedshortout=0;//产品出缓冲区时的缓冲区下标intg_buffer[SIZE_O

5、F_BUFFER];//缓冲区是个循环队列boolg_continue=true;//控制程序结束HANDLEg_hMutex;//用于线程间的互斥HANDLEg_hFullSemaphore;//当缓冲区满时迫使生产者等待HANDLEg_hEmptySemaphore;//当缓冲区空时迫使消费者等待DWORDWINAPIProducer(LPVOID);//生产者线程DWORDWINAPIConsumer(LPVOID);//消费者线程intmain(){//创建各个互斥信号g_hMutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);g_hFullSemaphore=Cre

6、ateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);g_hEmptySemaphore=CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);//调整下面的数值，可以发现，当生产者个数多于消费者个数时，//生产速度快，生产者经常等待消费者；反之，消费者经常等待constunsignedshortPRODUCERS_COUNT=3;//生产者的个数constunsignedshortCONSUMERS_COUNT=1;//消费者的个数//总的线程数constunsignedshortTHREA

7、DS_COUNT=PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;HANDLEhThreads[PRODUCERS_COUNT];//各线程的handleDWORDproducerID[CONSUMERS_COUNT];//生产者线程的标识符DWORDconsumerID[THREADS_COUNT];//消费者线程的标识符//创建生产者线程for(inti=0;i