操作系统实验报告生产者消费者问题

1、山东科技大学学生课程设计课 程 设 计 说 明 书设计题目： 生产者消费者问题 山 东 科 技 大 学2014年 1 月 1 日课 程 设 计 任 务 书一、课程设计题目： 生产者消费者问题 二、课程设计主要参考资料（1） 美Abraham Silberschatz Peter Baer Galvin Greg Gagne 著.OPERATING SYSTEM CONCEPTSSeventh Edition.高等教育出版社,2007,01 （2） 蔡启先.C语言程序设计教程（第二版）.重庆大学出版社,2003,07 （3） 张尧学等.计算机操作系统教程(第2版)M.北京:清华大学出版社,200

2、0. 三、课程设计应解决的主要问题：（1） 了解信号量的使用 （2） 理解生产者消费者问题模型 （3） 掌握真确使用同步机制的方法 （4） 实现生产者消费者进程的互斥与同步 四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等）： 程序源代码 五、任务发出日期： 2013-12-1 课程设计完成日期： 2014-1-1 指导教师签字： 指导教师对课程设计的评语成绩： 指导教师签字： 年 月 日一、设计目的1、了解信号量的使用2、加深对信号量机制的理解二、设计要求1、理解生产者与消费者问题模型，掌握解决问题的算法思想2、掌握正确使用同步机制的方法三、设计说明（含系统框图和（或）主要算法的流程图）生产者和消费者

3、是经典的进程同步问题，在这个问题中，生产者不断的向缓冲区中写入数据，而消费者则从缓冲区中读取数据。生产者进程和消费者对缓冲区的操作是互斥，即当前只能有一个进程对这个缓冲区进行操作，生产者进入操作缓冲区之前，先要看缓冲区是否已满，如果缓冲区已满，则它必须等待消费者进程将数据取出才能写入数据，同样的，消费者进程从缓冲区读取数据之前，也要判断缓冲区是否为空，如果为空，则必须等待生产者进程写入数据才能读取数据。模拟程序的程序流程图如下所示：1.主程序流程图：2. 生产者进程流程图3. 消费者进程流程图四、重要代码注释：/*生产者线程*/void *producer1(void* s) pthread_

4、mutex_lock(&the_main); pthread_mutex_unlock(&the_main); int proid=(int)s; int i; for(i=1; i<=MAX; i+) pthread_mutex_lock(&the_mutex); while(counter=BUFFER_SIZE) printf("%d号生产者 wait.n",proid); pthread_cond_wait(&condp,&the_mutex); printf("%d号生产者 唤醒.n",proid)

5、; bufferin=1; printf("%d号生产者生产1放入%d中n",proid,in); in=(in+1)%BUFFER_SIZE; counter+; pthread_cond_signal(&condc); pthread_mutex_unlock(&the_mutex); pthread_mutex_lock(&the_p); p+; printf("%d号生产者线程结束n",proid); pthread_mutex_unlock(&the_p); return 0;/*消费者线程*/void *con

6、sumer1(void* s) pthread_mutex_lock(&the_main); pthread_mutex_unlock(&the_main); int conid=(int)s; int j=1; int k=0; while(1) pthread_mutex_lock(&the_mutex); if(p=30&&counter=0) pthread_mutex_unlock(&the_mutex); break; while(counter=0) if(p=30&&counter=0) pthread_mutex

7、_unlock(&the_mutex); break; printf("%d号消费者wait.n",conid); pthread_cond_wait(&condc,&the_mutex); printf("%d号消费者唤醒.n",conid); if(bufferout=4) printf("%d号消费者在%d处消费%d counter=%d p=%dn",conid,out,bufferout,counter-1,p); bufferout=0; out=(out+1)%BUFFER_SIZE; count

8、er-; pthread_cond_signal(&condp); if(bufferout=1&&flgconid=0) flgconid=1; printf("%d号消费者在%d处消费%d counter=%d p=%dn",conid,out,bufferout,counter-1,p); for(j=1; j<=29; j=j+2) if(flgj=1) k+; if(k=15) k=0; for(j=1; j<=29; j+) flgj=0; bufferout=0; out=(out+1)%BUFFER_SIZE; count

9、er-; pthread_cond_signal(&condp); else k=0; else pthread_cond_signal(&condc); pthread_mutex_unlock(&the_mutex); printf("%d消费者线程结束n",conid);pthread_exit(0);/*如果生产者线程只有1,3,5,7,9依然存在，结束所有偶消费者线程*/for(j=1; j<=10; j=j+2) pthread_create(&proj,0,producer1,(void*)j); pthread_crea

10、te(&conj,0,consumer1,(void*)j); /*如果生产者线程只有2,4,6,8,10依然存在，结束所有奇数消费者线程*/for(j=2; j<=10; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer2,(void*)j); pthread_create(&proj,0,producer2,(void*)j); /*如果生产者线程只在11-20之间依然存在，结束不在该范围内的其它编号的消费者线程*/for(j=11; j<=20; j=j+1) pthread_create(&proj,0,produ

11、cer3,(void*)j); for(j=11; j<=20; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer3,(void*)j); for(j=12; j<=20; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer4,(void*)j); /*其他编号生产者线程生产的产品可由任意的消费者线程消费*/ for(j=12; j<=20; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer4,(void*)j); for(j=21; j<=30; j=j+1) pthread_create(&proj,0,producer4,(void*)j); for(j=21; j<=30; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer5,(void*)j); for(j=22; j<=30; j=j+2) pthread_create(&conj,0,consumer6,(void*)j); 四、运行结果及分析五、总结1、本次实验是关于生产者与消费者之间