操作系统实验3进程同步报告.pdfVIP

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

实验三进程同步

一、实验目的：

1.了解进程和线程的同步方法，学会运用进程和线程同步方法来解决实际

问题；

2.了解windows系统下Win32API或Pthread信号量机制的使用方法；

二、实验预备内容：

1.对书上所说基于信号量的有限缓冲的生产者－消费者问题；

2.对于信号量的概念有大概的了解，知道如何用信号量的wiat()和

signal()函数如何取消应用程序进入临界区的忙等；

三、实验环境说明：

此实验在Win7(32位)CodeBlocks环境下实现，采用WinAPI的信号量机制。

四、实验内容：

设计一个程序解决有限缓冲问题，其中的生产者与消费者进程如下图所

示。在Bounded-BufferProblem（6.6.1节）中使用了三个信号量：empty

（记录有多少空位）、full（记录有多少满位）以及mutex（二进制信号量或

互斥信号量，以保护对缓冲区插入与删除的操作）。对于本项目，empty和

full将采用标准计数信号量，而mutex将采用二进制信号量。生产者与消费

者作为独立线程，在empty、full、mutex的同步前提下，对缓冲区进行插

入与删除。本项目可采用Pthread或Win32API。（本实验采用Win32API）

五、程序设计说明：

1.全局变量：

定义缓冲区数组及其环形队列表达方式，定义mutex、empty、full

三个信号量。empty记录缓冲区有多少个空位；full记录缓冲区有多

少个满位；mutex作为互斥信号量，保护对缓冲区插入或删除的操作。

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具体定义如下：

定义生产者、消费者线程结构和包含的信息：（由于题目中没有要求，

因此只定义了编号一个变量）

2.缓冲区：

缓冲区是一个元数据类型为buffer_item（可通过typedef定义）的

固定大小的数组，按环形队列处理。buffer_item的定义及缓冲区大小

可保存在头文件中：

A.insert_item()：

先判断缓冲区是否已满，不满则向缓冲区中插入元素；

B.remove_item()

先判断缓冲区是否为空，不空则从缓冲区中删除元素；

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3.生产者线程：

生产者线程交替执行如下两个阶段：睡眠一段随机事件，向缓冲中插

入一个随机数。

4.消费者线程：

消费者线程交替执行如下两个阶段：睡眠一段随机时间，醒后从缓冲

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区内取出一项。

5.Win32信号量机制：

A.创建线程（第四章）：

B