os实验二 进程同步

实验二：进程同步

一．实验目的

（1）掌握基本的同步算法，理解生产者消费者模型。

（2）学习使用Windows XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。

（3）了解Windows XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。

二．实验属性

该实验为设计性实验。

三．实验仪器设备及器材

普通PC386以上微机

四．实验要求

本实验要求2学时完成。

本实验要求完成如下任务：

（1）以生产者/消费者模型为依据，在Windows XP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。

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。

（2）扩展任务2选1：

1>利用信号量机制，写出不会发生死锁的解决哲学家进程(线程)。

最多允许4个同时进餐；奇：先左后右偶：先右后左。

2>利用信号量机制，写出不会发生死锁的读者写者进程(线程)。五：实验内容：

利用至多同时允许4位哲学家同时去拿左边筷子的方法解决进餐死锁的问题。

实验详细设计：流程图:

程序首先创建一个线程参数结构体

struct ThreadInfo

{

int serial;

double delay;

};

设置最多同时去拿筷子的人数#define MAX_BUFFER_NUM 4

设置一个信号量数组用来表示五位哲学家的左右边的筷子HANDLE chopstick [5];

设置同时去拿筷子的人数的信号量HANDLE People;

设置一个互斥信号量HANDLE h_mutex;

在main()函数中，首先创建信号量：

for (int i=0;i<5;i++)

{

chopstick[i]=CreateSemaphore(NULL,n_Buffer_or_Critical,n_Buffer_or_Criti cal,"chopstick"+i);

}

People=CreateSemaphore(NULL,MAX_BUFFER_NUM,MAX_BUFFER _NUM,"People");

h_mutex=CreateMutex(NULL,FALSE, "mutex_for_update");

创建线程

for (int j=0;j<(int)n_Thread;j++)

{

h_Thread[j]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(eat),& (Thread_Info[j]),0,NULL);

}

线程执行函数：

void eat(void*p)

{

//局部变量声明

DWORD

wait_for_semaphore1,wait_for_semaphore2,wait_for_People,wait_for_mutex, m_delay;

int m_serial;

//获得本线程信息

m_serial=((ThreadInfo*)(p))->serial;

WaitForSingleObject(h_mutex,-1);

WaitForSingleObject(People,-1);

printf("哲学家%2d 开始准备拿筷子.\n",m_serial);

wait_for_semaphore1=WaitForSingleObject(chopstick[m_serial],-1);

wait_for_semaphore2=WaitForSingleObject(chopstick[(m_serial+1)%5],-1);

ReleaseSemaphore(People,1,NULL);

ReleaseMutex(h_mutex);

Sleep(1000);

printf("哲学家%2d 开始进餐.\n",m_serial);

Sleep(1000);

printf( "哲学家%2d 结束进餐.\n",m_serial);

ReleaseSemaphore(chopstick[m_serial],1,NULL);

ReleaseSemaphore(chopstick[(m_serial+1)%5],1,NULL);

//ReleaseSemaphore(People,1,NULL);

}

六：实验结果调试

七:实验总结：

这次实验最主要的难点实在信号量的使用上，刚开始由于信号量使用的位置不是很正确，结果造成一些数据竞争，并且出现死锁的现象，后来经过仔细检查，最后终于正确的将各个信号量放在相应的位置，信号量的使用顺序为：

WaitForSingleObject(h_mutex,-1);

WaitForSingleObject(People,-1);

WaitForSingleObject(chopstick[m_serial],-1);

WaitForSingleObject(chopstick[(m_serial+1)%5],-1); ReleaseSemaphore(People,1,NULL);

ReleaseMutex(h_mutex);

执行吃饭动作

ReleaseSemaphore(chopstick[m_serial],1,NULL);

ReleaseSemaphore(chopstick[(m_serial+1)%5],1,NULL);

程序源码：

#include

#include

#define MAX_BUFFER_NUM 4 //最多允许同时去拿筷子的人数