實(shí)驗三相關(guān)說明說明：（1）實(shí)驗相關(guān)ppt內(nèi)容選自《操作系統(tǒng)課程設(shè)計》的核心實(shí)驗，本實(shí)驗為互斥同步實(shí)驗，通過學(xué)生模擬線程對資源的競爭進(jìn)一步加強(qiáng)對同步與互斥的理解。（2）在該實(shí)驗中，學(xué)生初次接觸操作系統(tǒng)函數(shù)庫，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)現(xiàn)原理時候無從下手，建議從一個具體實(shí)例來進(jìn)行講解。實(shí)驗三：互斥與同步實(shí)驗提綱提綱實(shí)驗?zāi)康睦斫庠硬僮鳌⑼?、互斥、信號量、臨界區(qū)等基本概念。掌握進(jìn)程同步與互斥原理。掌握經(jīng)典同步算法模型：生產(chǎn)者與消費(fèi)者模型、讀寫者模型、哲學(xué)家就餐模型等。提綱實(shí)驗內(nèi)容一、實(shí)驗說明（1）API介紹（2）測試數(shù)據(jù)介紹（3）生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型（4）讀寫者模型

二、實(shí)驗內(nèi)容（1）生產(chǎn)者消費(fèi)者模型實(shí)驗（2）讀寫者模型實(shí)驗

（3）哲學(xué)家就餐模型實(shí)驗一、實(shí)驗說明API介紹（1）（1）等待指定的一個或全部的對象(*lpHandles)完成作業(yè)，或等待超過指定的時間。DWORDWaitForMultipleObjects(

DWORDnCount,//句柄的數(shù)量

CONSTHANDLE*lpHandles,

//指向句柄數(shù)組的指針

BOOLfWaitAll,//等待標(biāo)志位

DWORDdwMilliseconds

//超時間隔（以毫秒為單位）);API介紹（2）（2）創(chuàng)建一個信號量。HANDLECreateSemaphore(

LPSECURITY_ATTRIBUTES

lpSemaphoreAttributes,

//指定一個LPSECURITY_ATTRIBUTES結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通常指定安全屬性LONGlInitialCount,//設(shè)置信號量的初始計數(shù)

LONGlMaximumCount,//信號量的最大計數(shù)LPCTSTRlpName//指定信號量對象的名稱);API介紹（3）（3）關(guān)閉指定句柄的對象。BOOLWINAPICloseHandle(HANDLEhObject//要關(guān)閉的對象的句柄);API介紹（4）（4）增加信號量(hSemaphore)的值，類似于PV操作中的V。BOOLReleaseSemaphore(HANDLEhSemaphore,//要操作的信號量對象的句柄LONGlReleaseCount,//以當(dāng)前為基礎(chǔ)，信號量對象要增加的的值LPLONGlpPreviousCount//信號量變化前值的指針);API介紹（5）（5）創(chuàng)建一個線程，指定以C運(yùn)行庫的形式運(yùn)行，而CreateThread()以Win32調(diào)用方式創(chuàng)建線程。uintptr_t_beginthreadex(void*security,//指向一個SECURITY_ATTRIBUTES結(jié)構(gòu)，用來標(biāo)識其返回的句柄能否被其子線程繼承

unsignedstack_size,//新線程的棧的大小

unsigned(*start_address)(void*),//新線程的起始地址

void*arglist,//向新線程傳遞的參數(shù)列表

unsignedinitflag,//新線程的初始狀態(tài)

unsigned*thrdaddr//指向一個32位的變量，改變量用來保存線程標(biāo)識符);測試數(shù)據(jù)生產(chǎn)者與消費(fèi)者模型：本實(shí)驗將使用以下四類不同的數(shù)據(jù)集合，來表示四個生產(chǎn)者生產(chǎn)的元素。第一類數(shù)據(jù)：大寫字母：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ。對應(yīng)實(shí)驗源碼中的source0.txt第二類數(shù)據(jù)：數(shù)字：0123456789。對應(yīng)實(shí)驗源碼中的source1.txt第三類數(shù)據(jù)：漢語拼音字母：bpmfdtnlgkhjqzzhchshrzcsywaoeiuvaieiuiaoouiuieveeraneninun對應(yīng)實(shí)驗源碼中的source2.txt第四類數(shù)據(jù)：符號：~!@#$%^&*()_+-=，對應(yīng)實(shí)驗源碼中的source3.txt生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型

主進(jìn)程中創(chuàng)建n個線程來模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者。生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品，消費(fèi)者只消費(fèi)指定生產(chǎn)者的產(chǎn)品，連接生產(chǎn)者與消費(fèi)者的部分是緩沖池，生產(chǎn)者將生產(chǎn)出來的產(chǎn)品放在緩沖池中供消費(fèi)者消費(fèi)，消費(fèi)者消費(fèi)產(chǎn)品并釋放緩沖區(qū)。

如果緩沖區(qū)滿，則生產(chǎn)者無法繼續(xù)放入產(chǎn)品，而要等待消費(fèi)者消費(fèi)。如果緩沖區(qū)空，則消費(fèi)者無法繼續(xù)消費(fèi)，需要等待生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品。同時，生產(chǎn)者之間也是相互互斥的，而消費(fèi)這只有在針對同意產(chǎn)品消費(fèi)的時候才需要互斥。讀寫者模型

主進(jìn)程創(chuàng)建多個讀寫線程分別對臨界區(qū)進(jìn)行讀寫訪問，讀寫者之間遵從以下原則：1）讀讀不互斥：也就是說臨界區(qū)可以多個讀者同時訪問2）讀寫互斥：讀者和寫者不可以同時訪問臨界區(qū)3）寫寫互斥：寫者和寫者不可以同時訪問臨界區(qū)4）避免讀者或?qū)懻唣I死：沒有因為讀者或者寫者一直占用臨界區(qū)而對方得不到資源而被餓死的情況出現(xiàn)。二、實(shí)驗內(nèi)容實(shí)驗內(nèi)容（1）實(shí)驗一生產(chǎn)者消費(fèi)者模型實(shí)驗1．在windows下，使用vs創(chuàng)建工程CPProject；2．將生產(chǎn)者消費(fèi)者實(shí)驗的源碼添加到該工程中，包括：RunableThread.h，Buffer.h，Consumer.h，Producer.h，Driver.cpp；并將相關(guān)數(shù)據(jù)（consumeri.txt和sourcei.txt）文件放在項目的根目錄下。3．閱讀代碼，完成實(shí)驗報告中的相關(guān)內(nèi)容。4．執(zhí)行代碼，觀察程序的運(yùn)行結(jié)果，完成實(shí)驗報告的相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗內(nèi)容（2）實(shí)驗二讀寫者模型實(shí)驗1．在windows下，使用vs創(chuàng)建工程RWProject；2．講讀寫者模型源碼添加到該工程中，包括：RunableThread.h，Reader.h，Writer.h，RwLock.h，Driver.cpp五個文件3．其中，RwLock.h文件中的函數(shù)：ReadUnlock函數(shù)和WriteUnlock函數(shù)沒有寫完，請閱讀其他源碼，將這兩個函數(shù)的內(nèi)容補(bǔ)齊，并完成相關(guān)實(shí)驗報告4．執(zhí)行代碼，觀察程序的運(yùn)行結(jié)果，完成實(shí)驗報告的相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗內(nèi)容（3）實(shí)驗三哲學(xué)家就餐模型實(shí)驗(小組任務(wù))仿照所給兩個經(jīng)典進(jìn)程同步代碼，實(shí)現(xiàn)哲學(xué)家就餐問題。提綱生產(chǎn)者-消費(fèi)者算法生產(chǎn)者P：Wait(empty);Wait(mutex);Buffer(in)=nextp;in:=(in+1)modn;Signal(mutex);Signal(full);消費(fèi)者C:Wait(full);Wait(mutex);netxc=buffer(out);out:=(out+1)modn;Signal(mutex);Signal(empty);mutex,full,empty:semaphoremutex:=1;full:=0;empty:=n;讀者-寫者算法(讀者優(yōu)先)讀者R：

Wait(rmutex);rcount++;if(rcount==1)Wait(wmutex);Signal(rmutex);Read_Action();Wait(rmutex);rcount--;if(rcount==0)Signal(wmutex);Signal(rmutex);寫者W:Wait(wmutex);Write_Action();Signal(wmutex);rmutex,wmutex:semaphorermutex:=1;wmutex:=1;rcount:intrcount:=0;哲學(xué)家進(jìn)餐算法哲學(xué)家i(i=0,1..5)thinking();Wait(