實(shí)驗(yàn)二 進(jìn)程的互斥與同步（生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?bb

1、實(shí)驗(yàn)二 實(shí)驗(yàn)二 實(shí)驗(yàn)二 實(shí)驗(yàn)二 進(jìn)程的互斥與同步（生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 進(jìn)程的互斥與同步（生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 進(jìn)程的互斥與同步（生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 進(jìn)程的互斥與同步（生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪?利用 利用 Windows Windows Windows 提供的 提供的 提供的 API API API 函數(shù)，用 函數(shù)，用 函數(shù)，用 VISUALC++ VISU

2、ALC++ VISUALC++ 6.0 6.0 6.0 編寫程序，解決生產(chǎn)者與 編寫程序，解決生產(chǎn)者與 編寫程序，解決生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥與同步 消費(fèi)者問題，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥與同步 消費(fèi)者問題，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥與同步 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在同一個(gè)進(jìn)程地址空間內(nèi)執(zhí)行的七個(gè)線程。三個(gè)生產(chǎn)者線程 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在同一個(gè)進(jìn)程地址空間內(nèi)執(zhí)行的七個(gè)線程。三個(gè)生產(chǎn)者線程 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在同

3、一個(gè)進(jìn)程地址空間內(nèi)執(zhí)行的七個(gè)線程。三個(gè)生產(chǎn)者線程四個(gè)消費(fèi)者線程。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品，然后將物品放置在一個(gè)空緩沖區(qū)中供消費(fèi)者線程 四個(gè)消費(fèi)者線程。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品，然后將物品放置在一個(gè)空緩沖區(qū)中供消費(fèi)者線程 四個(gè)消費(fèi)者線程。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品，然后將物品放置在一個(gè)空緩沖區(qū)中供消費(fèi)者線程消費(fèi)。消費(fèi)者線程從緩沖區(qū)中獲得物品，然后釋放緩沖區(qū)。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時(shí)，若無 消費(fèi)。消費(fèi)者線程從緩沖區(qū)中獲得物品，然后釋放緩沖區(qū)。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時(shí)，

4、若無 消費(fèi)。消費(fèi)者線程從緩沖區(qū)中獲得物品，然后釋放緩沖區(qū)。生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時(shí)，若無空緩沖區(qū)可用，生產(chǎn)者線程必須等待消費(fèi)者線程釋放出一個(gè)空緩沖區(qū)；消費(fèi)者線程消費(fèi)物 空緩沖區(qū)可用，生產(chǎn)者線程必須等待消費(fèi)者線程釋放出一個(gè)空緩沖區(qū)；消費(fèi)者線程消費(fèi)物 空緩沖區(qū)可用，生產(chǎn)者線程必須等待消費(fèi)者線程釋放出一個(gè)空緩沖區(qū)；消費(fèi)者線程消費(fèi)物品時(shí)，若無滿的緩沖區(qū)，消費(fèi)者線程將被阻塞，直到新的物品被生產(chǎn)出來。 品時(shí)，若無滿的緩沖區(qū)，消費(fèi)者線程將被阻塞，直到新的

5、物品被生產(chǎn)出來。 品時(shí)，若無滿的緩沖區(qū)，消費(fèi)者線程將被阻塞，直到新的物品被生產(chǎn)出來。本實(shí)驗(yàn)中三個(gè)生產(chǎn)者線程的區(qū)別只在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)間不同，分別為： 本實(shí)驗(yàn)中三個(gè)生產(chǎn)者線程的區(qū)別只在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)間不同，分別為： 本實(shí)驗(yàn)中三個(gè)生產(chǎn)者線程的區(qū)別只在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)間不同，分別為：1 1 秒、 秒、 秒、2 2 秒、 秒、 秒、3 3 秒；四個(gè)消費(fèi)者線程的區(qū)別也只在消費(fèi)產(chǎn)品的時(shí)間不同，分別為： 秒；四個(gè)消費(fèi)者線程的區(qū)別也只在消費(fèi)產(chǎn)品的時(shí)間不同，分別為

6、： 秒；四個(gè)消費(fèi)者線程的區(qū)別也只在消費(fèi)產(chǎn)品的時(shí)間不同，分別為：0.5 0.5 0.5 秒、 秒、 秒、1 1 秒、 秒、 秒、1.5 1.5 1.5 秒、 秒、 秒、2 2 秒。它們使用二個(gè)不同的緩沖區(qū)。需要使用如下信號(hào)量： 秒。它們使用二個(gè)不同的緩沖區(qū)。需要使用如下信號(hào)量： 秒。它們使用二個(gè)不同的緩沖區(qū)。需要使用如下信號(hào)量： 一個(gè)互斥信號(hào)量，用以阻止生產(chǎn)者線程和消費(fèi)者線程同時(shí)操作緩沖區(qū)列表； 一個(gè)互斥信號(hào)量，用以阻止生產(chǎn)者線程和消費(fèi)者

7、線程同時(shí)操作緩沖區(qū)列表； 一個(gè)互斥信號(hào)量，用以阻止生產(chǎn)者線程和消費(fèi)者線程同時(shí)操作緩沖區(qū)列表；一個(gè)信號(hào)量，用于當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)讓生產(chǎn)者線程等待； 一個(gè)信號(hào)量，用于當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)讓生產(chǎn)者線程等待； 一個(gè)信號(hào)量，用于當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)讓生產(chǎn)者線程等待； 一個(gè)信號(hào)量，用于當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)讓消費(fèi)者線程等待； 一個(gè)信號(hào)量，用于當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)讓消費(fèi)者線程等待； 一個(gè)信號(hào)量，用于當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)讓消費(fèi)者線程等待； 接下來利用 接下來利用 接下來利用 VC++6.0 VC++

8、6.0 VC++6.0 編寫一段程序，模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥 編寫一段程序，模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥 編寫一段程序，模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥與同步。 與同步。 與同步。程序結(jié)果通過 程序結(jié)果通過 程序結(jié)果通過 DOS DOS DOS 下窗口輸出，使生產(chǎn)者和消費(fèi)者自動(dòng)生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)品，通過 下窗口輸出，使生產(chǎn)者和消費(fèi)者自動(dòng)生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)品，通過 下窗口輸出，使生產(chǎn)者和消費(fèi)者自動(dòng)生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)品，通過按

9、回車鍵來使程序退出。 按回車鍵來使程序退出。 按回車鍵來使程序退出。 主程序結(jié)構(gòu)： 主程序結(jié)構(gòu)： 主程序結(jié)構(gòu)： 主程序結(jié)構(gòu)： 1 1、 、 此程序要用到的頭文件，有 此程序要用到的頭文件，有 此程序要用到的頭文件，有 3 3 個(gè)： 個(gè)： 個(gè)：windows.h windows.h windows.h、 、iostream iostream iostream、 、d_random.h d_random.h d_random.h（用于產(chǎn)生隨

10、機(jī)數(shù) （用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) （用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)模擬產(chǎn)品） 模擬產(chǎn)品） 模擬產(chǎn)品） 2 2、 、 全局變量的定義，分別有： 全局變量的定義，分別有： 全局變量的定義，分別有：h_Mutex h_Mutex h_Mutex（互斥信號(hào)） （互斥信號(hào)） （互斥信號(hào)） 、 、bufferFullSemaphore bufferFullSemaphore bufferFullSemaphore（當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí) （當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí) （當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)生產(chǎn)者等待信號(hào)量

11、） 生產(chǎn)者等待信號(hào)量） 生產(chǎn)者等待信號(hào)量） 、 、bufferEmptySemaphore bufferEmptySemaphore bufferEmptySemaphore（當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)消費(fèi)者等待信號(hào)量） （當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)消費(fèi)者等待信號(hào)量） （當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí)消費(fèi)者等待信號(hào)量） 、 、BUFFER_SIZE BUFFER_SIZE BUFFER_SIZE（緩沖區(qū)長度） （緩沖區(qū)長度） （緩沖區(qū)長度） 、 、buffer[] buffer[]

12、 buffer[]（數(shù)組模擬緩沖區(qū)循環(huán)隊(duì)列） （數(shù)組模擬緩沖區(qū)循環(huán)隊(duì)列） （數(shù)組模擬緩沖區(qū)循環(huán)隊(duì)列） 、 、in in in（用與追蹤產(chǎn) （用與追蹤產(chǎn) （用與追蹤產(chǎn)品進(jìn)緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)數(shù)組下標(biāo)） 品進(jìn)緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)數(shù)組下標(biāo)） 品進(jìn)緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)數(shù)組下標(biāo)） 、 、out out out（用與追蹤產(chǎn)品出緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)數(shù)組下 （用與追蹤產(chǎn)品出緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)數(shù)組下 （用與追蹤產(chǎn)品出緩沖區(qū)時(shí)的緩沖區(qū)數(shù)組下標(biāo)） 標(biāo)） 標(biāo)） 、 、rndNu

13、m rndNum rndNum（用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)） （用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)） （用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)） 、 、producerID[] producerID[] producerID[]（生產(chǎn)者線程的標(biāo)識(shí)符） （生產(chǎn)者線程的標(biāo)識(shí)符） （生產(chǎn)者線程的標(biāo)識(shí)符） 、 、consumerID[] consumerID[] consumerID[]（消費(fèi)者線程的標(biāo)識(shí)符） （消費(fèi)者線程的標(biāo)識(shí)符） （消費(fèi)者線程的標(biāo)識(shí)符） 、 、control control co

14、ntrol（控制生產(chǎn)者消費(fèi)者線程的循環(huán)的標(biāo)志） （控制生產(chǎn)者消費(fèi)者線程的循環(huán)的標(biāo)志） （控制生產(chǎn)者消費(fèi)者線程的循環(huán)的標(biāo)志）3 3、 、 生產(chǎn)者函數(shù)， 生產(chǎn)者函數(shù)， 生產(chǎn)者函數(shù)，3 3 個(gè)生產(chǎn)者的函數(shù)名字分別為： 個(gè)生產(chǎn)者的函數(shù)名字分別為： 個(gè)生產(chǎn)者的函數(shù)名字分別為：producer1 producer1 producer1、 、producer2 producer2 producer2、 、producer3 producer3 pro

15、ducer3，其中 ，其中 ，其中區(qū)別只在于函數(shù)中的 區(qū)別只在于函數(shù)中的 區(qū)別只在于函數(shù)中的 Sleep() Sleep() Sleep()的參數(shù)不同，分別為： 的參數(shù)不同，分別為： 的參數(shù)不同，分別為：1000 1000 1000、 、2000 2000 2000、 、3000 3000 3000。此函數(shù)用于執(zhí) 。此函數(shù)用于執(zhí) 。此函數(shù)用于執(zhí)行生產(chǎn)者線程時(shí)所要進(jìn)行的操作，本程序模擬生產(chǎn)者生產(chǎn)一個(gè) 行生產(chǎn)者線程時(shí)所要進(jìn)行的操作，本程序模

16、擬生產(chǎn)者生產(chǎn)一個(gè) 行生產(chǎn)者線程時(shí)所要進(jìn)行的操作，本程序模擬生產(chǎn)者生產(chǎn)一個(gè) 10000 10000 10000 到 到 99999 99999 99999 的隨機(jī) 的隨機(jī) 的隨機(jī)數(shù)做產(chǎn)品，并輸出生產(chǎn)出的這個(gè)數(shù)字，并輸出產(chǎn)品生產(chǎn)后緩沖區(qū)的儲(chǔ)存情況 數(shù)做產(chǎn)品，并輸出生產(chǎn)出的這個(gè)數(shù)字，并輸出產(chǎn)品生產(chǎn)后緩沖區(qū)的儲(chǔ)存情況 數(shù)做產(chǎn)品，并輸出生產(chǎn)出的這個(gè)數(shù)字，并輸出產(chǎn)品生產(chǎn)后緩沖區(qū)的儲(chǔ)存情況4 4、 、 消費(fèi)者函數(shù)， 消費(fèi)者函數(shù)， 消費(fèi)者函數(shù)，4 4

17、個(gè)消費(fèi)者的函數(shù)名字分別為： 個(gè)消費(fèi)者的函數(shù)名字分別為： 個(gè)消費(fèi)者的函數(shù)名字分別為：consumer1 consumer1 consumer1、 、consumer2 consumer2 consumer2、 、consumer3 consumer3 consumer3、 、consumer4 consumer4 consumer4，其中區(qū)別只在于函數(shù)中的 ，其中區(qū)別只在于函數(shù)中的 ，其中區(qū)別只在于函數(shù)中的 Sleep() Sleep()

18、 Sleep()的參數(shù)不同，分別為： 的參數(shù)不同，分別為： 的參數(shù)不同，分別為：500 500 500、 、1000 1000 1000、 、1500 1500 1500、 、2000 2000 2000。此函數(shù)用于執(zhí)行消費(fèi)者線程時(shí)所要進(jìn)行的操作，本程序模擬消費(fèi)者消費(fèi) 。此函數(shù)用于執(zhí)行消費(fèi)者線程時(shí)所要進(jìn)行的操作，本程序模擬消費(fèi)者消費(fèi) 。此函數(shù)用于執(zhí)行消費(fèi)者線程時(shí)所要進(jìn)行的操作，本程序模擬消費(fèi)者消費(fèi)一個(gè)緩沖區(qū)已經(jīng)存在的數(shù)字，消費(fèi)完后使此緩

19、沖區(qū)的數(shù)字變 一個(gè)緩沖區(qū)已經(jīng)存在的數(shù)字，消費(fèi)完后使此緩沖區(qū)的數(shù)字變 一個(gè)緩沖區(qū)已經(jīng)存在的數(shù)字，消費(fèi)完后使此緩沖區(qū)的數(shù)字變 0 0 來表示該區(qū)無產(chǎn)品，并 來表示該區(qū)無產(chǎn)品，并 來表示該區(qū)無產(chǎn)品，并輸出產(chǎn)品生產(chǎn)后緩沖區(qū)的儲(chǔ)存情況 輸出產(chǎn)品生產(chǎn)后緩沖區(qū)的儲(chǔ)存情況 輸出產(chǎn)品生產(chǎn)后緩沖區(qū)的儲(chǔ)存情況5 5、 、 主函數(shù)部分，對(duì)全局變量定義的信號(hào)量賦值，創(chuàng)建 主函數(shù)部分，對(duì)全局變量定義的信號(hào)量賦值，創(chuàng)建 主函數(shù)部分，對(duì)全局變量定義的信號(hào)量賦值，創(chuàng)建

20、3 3 個(gè)生產(chǎn)者線程和 個(gè)生產(chǎn)者線程和 個(gè)生產(chǎn)者線程和 4 4 個(gè)消費(fèi)者線 個(gè)消費(fèi)者線 個(gè)消費(fèi)者線程，實(shí)驗(yàn)當(dāng)按回車鍵的時(shí)候程序退出（使控制變量 程，實(shí)驗(yàn)當(dāng)按回車鍵的時(shí)候程序退出（使控制變量 程，實(shí)驗(yàn)當(dāng)按回車鍵的時(shí)候程序退出（使控制變量 control control control 為 為 false false false） ）實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題及解決辦法： 實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題及解決辦法： 實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題及解決辦法： 實(shí)驗(yàn)中所遇到

21、的問題及解決辦法： 1 1、 、 生產(chǎn)者消費(fèi)者函數(shù)問題。 生產(chǎn)者消費(fèi)者函數(shù)問題。 生產(chǎn)者消費(fèi)者函數(shù)問題。 由于 由于 由于 3 3 個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)之間和 個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)之間和 個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)之間和 4 4 個(gè)消費(fèi)者函數(shù)之間的區(qū)別只是 個(gè)消費(fèi)者函數(shù)之間的區(qū)別只是 個(gè)消費(fèi)者函數(shù)之間的區(qū)別只是 Sleep Sleep Sleep（）這個(gè)函數(shù)的參 （）這個(gè)函數(shù)的參 （）這個(gè)函數(shù)的參數(shù)不同，于是一開始我編了一個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)和一個(gè)消費(fèi)者函數(shù)，它們都接受一個(gè)

22、參數(shù) 數(shù)不同，于是一開始我編了一個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)和一個(gè)消費(fèi)者函數(shù)，它們都接受一個(gè)參數(shù) 數(shù)不同，于是一開始我編了一個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)和一個(gè)消費(fèi)者函數(shù)，它們都接受一個(gè)參數(shù)sleepTime sleepTime sleepTime 用于確定 用于確定 用于確定 Sleep Sleep Sleep（）函數(shù)中的參數(shù)。但在創(chuàng)建線程的函數(shù) （）函數(shù)中的參數(shù)。但在創(chuàng)建線程的函數(shù) （）函數(shù)中的參數(shù)。但在創(chuàng)建線程的函數(shù) CreateThread CreateThre

23、ad CreateThread（）中， （）中， （）中，生產(chǎn)者函數(shù)和消費(fèi)者函數(shù)要做為這個(gè)函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)傳進(jìn)來，而這個(gè)創(chuàng)建線程的函數(shù)的 生產(chǎn)者函數(shù)和消費(fèi)者函數(shù)要做為這個(gè)函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)傳進(jìn)來，而這個(gè)創(chuàng)建線程的函數(shù)的 生產(chǎn)者函數(shù)和消費(fèi)者函數(shù)要做為這個(gè)函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)傳進(jìn)來，而這個(gè)創(chuàng)建線程的函數(shù)的參數(shù)定義來看，第三個(gè)傳遞進(jìn)來的函數(shù)不能接受非 參數(shù)定義來看，第三個(gè)傳遞進(jìn)來的函數(shù)不能接受非 參數(shù)定義來看，第三個(gè)傳遞進(jìn)來的函數(shù)不能接受非 voi

24、d void void * *類型的參數(shù)，于是該方案失敗， 類型的參數(shù)，于是該方案失敗， 類型的參數(shù)，于是該方案失敗，考慮過把生產(chǎn)者和消費(fèi)者創(chuàng)建成類，但還是失敗了，最終解決辦法是編寫了 考慮過把生產(chǎn)者和消費(fèi)者創(chuàng)建成類，但還是失敗了，最終解決辦法是編寫了 考慮過把生產(chǎn)者和消費(fèi)者創(chuàng)建成類，但還是失敗了，最終解決辦法是編寫了 3 3 個(gè)生產(chǎn)者函 個(gè)生產(chǎn)者函 個(gè)生產(chǎn)者函數(shù)和 數(shù)和 數(shù)和 4 4 個(gè)消費(fèi)者函數(shù)，導(dǎo)致代碼加長。更有效的解決辦法還請(qǐng)老

25、師指導(dǎo)指導(dǎo)。 個(gè)消費(fèi)者函數(shù)，導(dǎo)致代碼加長。更有效的解決辦法還請(qǐng)老師指導(dǎo)指導(dǎo)。 個(gè)消費(fèi)者函數(shù)，導(dǎo)致代碼加長。更有效的解決辦法還請(qǐng)老師指導(dǎo)指導(dǎo)。2 2、 、 程序結(jié)束問題。 程序結(jié)束問題。 程序結(jié)束問題。 一開始我想讓程序自動(dòng)結(jié)束，初步想法是定義一個(gè)變量追蹤實(shí)際線程數(shù)目，再定義一 一開始我想讓程序自動(dòng)結(jié)束，初步想法是定義一個(gè)變量追蹤實(shí)際線程數(shù)目，再定義一 一開始我想讓程序自動(dòng)結(jié)束，初步想法是定義一個(gè)變量追蹤實(shí)際線程數(shù)目，再定義一 個(gè)常量為最

26、大線程數(shù)目，當(dāng)實(shí)際線程數(shù)目大于最大線程數(shù)目時(shí)程序結(jié)束（見我原程序注釋 個(gè)常量為最大線程數(shù)目，當(dāng)實(shí)際線程數(shù)目大于最大線程數(shù)目時(shí)程序結(jié)束（見我原程序注釋 個(gè)常量為最大線程數(shù)目，當(dāng)實(shí)際線程數(shù)目大于最大線程數(shù)目時(shí)程序結(jié)束（見我原程序注釋掉了的變量及程序） 掉了的變量及程序） 掉了的變量及程序） ，此辦法我運(yùn)行后程序并不能如我想的結(jié)束，百思不得其解后我變把程 ，此辦法我運(yùn)行后程序并不能如我想的結(jié)束，百思不得其解后我變把程 ，此辦法我運(yùn)行后程序并不