南昌大学操作系统实验报告二编程模拟进程间的同步和互斥

南昌大学操作系统实验报告二编程模拟进程间的同步和互斥

南昌大学实验报告

---（2）编程模拟进程间的同步和互斥

学生姓名：张皓然学号：5501215001 专业班级：本硕151

实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2017.5.5 实验成绩：

一、实验目的

通过实验加强对进程同步和互斥的理解，并掌握进程（线程）的创建和调用方法。学会使用信号量解决资源共享问题。学生可以自己选择在Windows或Linux系统下编写。

二、实验内容

（一）以下为Linux系统下参考程序，请编译、运行并观察程序的输出，并分析实验结果，写出实验报告。

#include//标准输入输出头文件

#include//standard library标准库头文件

#include//POSIX标准定义的unix类系统定义符号常量的头文件，包含了许多UNIX 系统服务的函数原型，例如read函数、write函数和getpid函数。

#include//time.h是C标准库头文件，主

要是一些和时间相关的函数

#include//基本系统数据类型

#include//declarations for waiting

#include//Semaphore operation flags

#define NUM_PROCS 5//5个子进程

#define SEM_ID 250//信号量

#define FILE_NAME "/tmp/sem_aaa"

#define DELAY 4000000

void update_file(int sem_set_id, char *file_path, int number){

struct sembuf sem_op;

FILE *file;//建立一个文件指针

//等待信号量的数值变为非负数，此处设为负值，相当于对信号量进行P操作

sem_op.sem_num=0;

sem_op.sem_op=-1;

sem_op.sem_flg=0;

semop(sem_set_id,&sem_op,1);

/*操作一组信号，进程的标识符号为sem_set_id，sem_op是结构指针。

sem_op：如果其值为正数，该值会加到现有的

信号内含值中，通常用于释放所控资源的使用权；如果sem_op的值为负数，而其绝对值又大于信号的现值，操作将会阻塞，直到信号值大于或等于sem_op的绝对值，通常用于获取资源的使用权；如果sem_op的值为0，则操作将暂时阻塞，直到信号的值变为0。*/

//写文件，写入的数值是当前进程的进程号file=fopen(file_path,"w");

//写文件，若成功则返回文件起始地址；否则置0

if(file){//临界区

fprintf(file,"%d\n",number);//将进程号写入*file处

printf("%d\n",number);将当前的进程号输到标准输出里。

fclose(file);//关闭文件

}

//发送信号，把信号量的数值加1，此处相当于对信号量进行V操作

sem_op.sem_num=0;

sem_op.sem_op=1;

sem_op.sem_flg=0;

semop(sem_set_id,&sem_op,1);

}

//子进程写文件

void do_child_loop(int sem_set_id,char *file_name){

pid_t pid=getpid();

int i,j;//取得目前进程的识别码，返回当前的进程的标识符

for(i=0;i<3;i++){

update_file(sem_set_id,file_name,pid);

for(j=0;j<4000000;j++);

}

}

int main(int argc,char **argv)

{

int sem_set_id; //信号量集的ID

union semun sem_val; //信号量的数值，用于semctl()

int child_pid;

int i;

int rc;

// 建立信号量集，ID是250，其中只有一个

信号量

sem_set_id=semget(SEM_ID,1,IPC_CREAT|0 600);

if(sem_set_id==-1){//若调用失败，输出错误类型，强制退出程序

perror("main: semget");

exit(1);

}

//把第一个信号量的数值设置为1

sem_val.val=1;

rc=semctl(sem_set_id,0,SETV AL,sem_val); if(rc==-1)

{//测试是否成功调用semclt（）函数

perror("main:semctl");

exit(1);

}

//建立一些子进程，使它们可以同时以竞争的方式访问信号量

for(i=0;i

//通过fork（）函数创建子进程

child_pid=fork();

switch(child_pid){