Windows操作系统课程设计--进程通信与进程同步机制实践.docVIP

［题目］进程通信与进程同步机制实践 一、说明与要求 说明：在Windows环境下，采用系统调用，编程实现读者、写者问题，具体的要求为：一个数据集（如一个文件或记录）为多个并发进程所共享，其中一些进程只要求读该数据集的内容，这些进程称为“读者”，而另一些进程则要求修改该数据集的内容，这些进程称为“写者”。具体要求是：允许多个读者同时读该数据集的内容，但是，若有一个写者在写，则其他读者不能读，若有一个写者在写或有其他读者在读，则其他写者均被拒绝。当一个写者正在写，而有多个读者与写者在等待时，写者应优先唤醒。 要求：读者进去读、等待，写者进去写、等待等状态均在屏幕上打印出来。 撰写课程设计报告。 二、实验环境 操作系统：Windows 2000 参考程序所使用的程序设计语言：VC++ 三、课程设计报告撰写要求 内容：课程设计题目、目的、要求，原理及算法，主要数据结构和流程，实验测试结果及结果分析，课程设计总结，源程序清单。 将设计报告、源程序打包压缩为一个文件，上传到3的计软07课程设计操作系统课程设计目录中，同时提交纸质报告。 四、实验时间安排 19周周二----周五、20周周一-周三，每天上午在计算机楼304机房。 五、附件是相关资料 实验 进程同步与互斥 一、实验目的 掌握基本的同步与互斥算法，理解生产者消费者模型。 学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。 了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。 二、实验内容及要求 实验内容 以生产者/消费者模型为依据，在Windows 2000环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。 实验要求 学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则； 学习了解Windows同步对象及其特性； 熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法； 设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥； 提交实验报告。 三、相关知识介绍 同步对象 同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(Critical Section)和事件(Events)等。本实验中使用到信号量、互斥量和临界区三个同步对象。 同步对象的使用步骤： 创建/初始化同步对象。 请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。 释放同步对象(互斥量解锁)。 这些对象在一个线程中创建，在其他线程中都可以使用，实现同步与互斥。 相关API的功能及使用 我们利用Windows SDK提供的API编程实现实验题目要求，而VC中包含有Windows SDK的所有工具和定义。要使用这些API，需要包含堆这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。 下面给出的是本实验使用到的API的功能和使用方法简单介绍。 (1) CreateThread 功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程 格式 HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParamiter, DWORD dwCreationFlags, Lpdword lpThread ); 参数说明 lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。 dwStackSize——定义原始堆栈大小。 lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。 lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。 dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。 lpThread——保存线程标志符(32位) (2) CreateMutex 功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象 格式 HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, BOOL bInitialOwner, LPCTSTR lpName); 参数说明 lpMutexAttributes——必须取值NULL。 bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。 lpName——互斥量名称。 (3) CreateSemaphore 功能——创建一个命名或匿名的信号量对象 格式 HANDLE CreateSemaphore(LPSECURI