1、 南昌大學(xué)實驗報告學(xué)生姓名： 倪煥 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 軟件工程141班 實驗類型： 驗證 綜合 設(shè)計 創(chuàng)新 實驗日期： 2016.5.24 實驗成績： 一、 實驗項目名稱 哲學(xué)家就餐問題二、實驗?zāi)康?利用PV操作解決生產(chǎn)者消費者問題3、 軟硬件環(huán)境 軟件：Visual Studio2010 硬件：PC機一臺4、 實驗內(nèi)容結(jié)果一、實現(xiàn)代碼 3個生產(chǎn)者1個消費者 ，生產(chǎn)者會等待消費者#include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10; /緩沖區(qū)長度unsigned short ProductID = 0; /產(chǎn)品號unsigne

2、d short ConsumeID = 0; /將被消耗的產(chǎn)品號unsigned short in = 0; /產(chǎn)品進(jìn)緩沖區(qū)時的緩沖區(qū)下標(biāo)unsigned short out = 0; /產(chǎn)品出緩沖區(qū)時的緩沖區(qū)下標(biāo)int g_bufferSIZE_OF_BUFFER; /緩沖區(qū)是個循環(huán)隊列bool g_continue = true; /控制程序結(jié)束HANDLE g_hMutex; /用于線程間的互斥HANDLE g_hFullSemaphore; /當(dāng)緩沖區(qū)滿時迫使生產(chǎn)者等待HANDLE g_hEmptySemaphore; /當(dāng)緩沖區(qū)空時迫使消費者等待DWORD WINAPI Produc

3、er(LPVOID); /生產(chǎn)者線程DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); /消費者線程int main() /創(chuàng)建各個互斥信號 g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); g_hEmptySemaphore = CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); /調(diào)整下面的數(shù)值，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)生產(chǎn)者個數(shù)多于消費者個數(shù)時， /生產(chǎn)速度

4、快，生產(chǎn)者經(jīng)常等待消費者；反之，消費者經(jīng)常等待 const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3; /生產(chǎn)者的個數(shù) const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; /消費者的個數(shù) /總的線程數(shù) const unsigned short THREADS_COUNT = PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT; HANDLE hThreadsPRODUCERS_COUNT; /各線程的handle DWORD producerIDCONSUMERS_COUNT; /生產(chǎn)者線程的標(biāo)識符 DWORD consu

5、merIDTHREADS_COUNT; /消費者線程的標(biāo)識符 /創(chuàng)建生產(chǎn)者線程 for (int i=0;iPRODUCERS_COUNT;+i) hThreadsi=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1; /創(chuàng)建消費者線程 for (int i=0;iCONSUMERS_COUNT;+i) hThreadsPRODUCERS_COUNT+i=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerIDi); if (hThreadsi=

6、NULL) return -1; while(g_continue) if(getchar() /按回車后終止程序運行 g_continue = false; return 0;/生產(chǎn)一個產(chǎn)品。簡單模擬了一下，僅輸出新產(chǎn)品的ID號void Produce() std:cerr Producing +ProductID . ; std:cerr Succeed std:endl;/把新生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩沖區(qū)void Append() std:cerr Appending a product . ; g_bufferin = ProductID; in = (in+1)%SIZE_OF_BUFFER

7、; std:cerr Succeed std:endl; /輸出緩沖區(qū)當(dāng)前的狀態(tài) for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : g_bufferi; if (i=in) std:cout - 生產(chǎn); if (i=out) std:cout - 消費; std:cout std:endl; /從緩沖區(qū)中取出一個產(chǎn)品void Take() std:cerr Taking a product . ; ConsumeID = g_bufferout; out = (out+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:en

8、dl; /輸出緩沖區(qū)當(dāng)前的狀態(tài) for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : g_bufferi; if (i=in) std:cout - 生產(chǎn); if (i=out) std:cout - 消費; std:cout std:endl; /消耗一個產(chǎn)品void Consume() std:cerr Consuming ConsumeID . ; std:cerr Succeed std:endl;/生產(chǎn)者DWORD WINAPI Producer(LPVOID lpPara) while(g_continue) WaitForSingleObje

9、ct(g_hFullSemaphore,INFINITE); WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE); Produce(); Append(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL); return 0;/消費者DWORD WINAPI Consumer(LPVOID lpPara) while(g_continue) WaitForSingleObject(g_hEmptySemaphore,INFINITE); WaitForSin

10、gleObject(g_hMutex,INFINITE); Take(); Consume(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL); return 0; 二、實現(xiàn)代碼 一個生產(chǎn)者一個消費者 /* 用信號量解決生產(chǎn)者消費者問題 */ #include #define N 10 typedef int semaphore; /* 信號量是一種特殊的整型變量 */ semaphore mutex=1; /* 互斥訪問 */ semaphore empty=N; /* 記錄緩沖區(qū)

11、中空的槽數(shù) */ semaphore full=0; /* 記錄緩沖區(qū)中滿的槽數(shù)*/ semaphore bufN; /* 有N個槽數(shù)的緩沖區(qū)bufN，并實現(xiàn)循環(huán)緩沖隊列 */ semaphore front=0, rear=0; void p(semaphore *x) /* p操作 */ *x=(*x)-1; void v(semaphore *y) /* v操作 */ *y=(*y)+1; void produce_item(int *item_ptr) /*printf(produce an itemn);*/ *item_ptr=m; /* m is man滿 */ void ent

12、er_item(int x) front=(front+1)%N; buffront=x; printf(enter_item %c to buf%dn, buffront, front); void remove_item(int *yy) rear=(rear+1)%N; printf(remove_item %c from buf%d, bufrear, rear); *yy=bufrear; bufrear=k; /* k is kong空 */ printf( so the buf%d changed to empty-%cn, rear, bufrear); void consum

13、e_item(int y) printf(cosume the item :the screem print %cn, y); void producer(void); void consumer(void); /* 生產(chǎn)者 */ void producer(void) int item; while(1) produce_item(&item); p(&empty); /* 遞減空槽數(shù) */ p(&mutex); /* 進(jìn)入臨界區(qū) */ enter_item(item); /* 將一個新的數(shù)據(jù)項放入緩沖區(qū) */ v(&mutex); /* 離開臨界區(qū) */ v(&full); /* 遞增滿槽數(shù) */ if(full=N) /* 若緩沖區(qū)滿的話，喚醒消費者進(jìn)程 */ consumer(); /* 消費者 */ void consumer(void) int get_item; while(1) p(&full); /* 遞減滿槽數(shù) */ p(&mutex); /* 進(jìn)入臨界區(qū) */ remove_item(&get_item); /* 從緩沖區(qū)中取走一個數(shù)據(jù)項 */ v(&mutex); /* 離開臨界區(qū) */ v(&empty); /* 遞增空槽數(shù) */ consume_item(get_item); /* 對數(shù)據(jù)項進(jìn)行操作（消費）