2025年生产者与消费者问题实验报告.pdf

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丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫
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生产者与消费者问题实验报告
篇一：生产者和消费者问题实验报告
实 验 报 告
课程名称：操作系统 实验名称： 生产者和消费者问
题 学号： 学生姓名： 班级：指导教师： 评分：
实验日期：XX年 10月 22 日
篇二：操作系统实验报告 经典的生产者—消费者问题
实验二 经典的生产者—消费者问题
一、目的
实现对经典的生产者—消费者问题的模拟，以便更好的
理解经典进程同步问题。
二、实验内容及要求
编制生产者—消费者算法，模拟一个生产者、一个消费
者，共享一个缓冲池的情形。
1、实现对经典的生产者—消费者问题的模拟，以便更
好的理解此经典进程同步问题。生产者－消费者问题是典型
的 PV 操作问题，假设系统中有一个比较大的缓冲池，生产
者的任务是只要缓冲池未满就可以将生产出的产品放入其
中，而消费者的任务是只要缓冲池未空就可以从缓冲池中拿
走产品。缓冲池被占用时，任何进程都不能访问。
2、每一个生产者都要把自己生产的产品放入缓冲池，
每个消费者从缓冲池中取走产品消费。在这种情况下，生产
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以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》
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者消费者进程同步，因为只有通过互通消息才知道是否能存
入产品或者取走产品。他们之间也存在互斥，即生产者消费
者必须互斥访问缓冲池，即不能有两个以上的进程同时进行。
三、生产者和消费者原理分析
在同一个进程地址空间内执行两个线程。生产者线程生
产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消
费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当
生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产
者线程必须等待消费者线程释放一个空缓冲区。当消费者线
程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费者线程将被
阻挡，直到新的物品被生产出来。
四、生产者与消费者功能描述：
生产者功能描述：在同一个进程地址空间内执行两个线
程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区
中供消费者线程消费。当生产者线程生产物品时，如果没有
空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出
一个空缓冲区。
消费者功能描述：消费者线程从缓冲区获得物品，然后
释放缓冲区，当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲
区，那么消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。
五、实验环境
操作系统环境：Windows系统。 编程语言：C#。
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英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》
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六、生产者与消费者的思路和设计
1、程序流程图
(1) 生产者
(2) 消费者
2、主要程序代码
//初始化变量
private void Form1_Load(object sender, EventArgs
e){
mutex = 1;// 互斥信号量
full = 0;// 缓冲池中满缓冲区的数量 empty = 5;// 缓
冲池中空缓冲区的数量 count1 = 0;// 生产的产品数目 i =
0;
= =
//消费者从缓冲区中消费一个产品
private void consumer_Click(object sender,
EventArgs e) {
if (full > 0)
{ //消费者已进入互斥临界区 if (mutex == 1) //
申请进入临界区 {
mutex = 0; // 消 费 者 已 进 入 互 斥 临 界 区
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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》
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= true;// 启动消费者消费缓
冲区产品
}
else {
缓冲区被占用，请等待。。。 信
息提
} else {
缓冲区为空，不能消费 信息提
示
//生产者向缓冲区中存入一个产品
private void producer_Click(object sender,
EventArgs e) {
count1 = count1 + 1; // 生产一个产品 if (empty >
0)
{ //有缓冲区可放产品 if (mutex == 1)
{//申请进入临界区 mutex = 0; // 生产者已进入临界
区
(); // 启动生产者将产品放入缓冲区
}
else
{ //不能进入临界区 c( 本文来自： 小 草范 文 网:
生产者与消费者问题实验报告)ount1 = count1 - 1;
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海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐
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缓冲区被占用，请等待。。。 信
息提示
}
} else {
缓 冲 区 已 满 信 息 提 示
); count1 = count1 - 1;}}
//生产者
private void timer1_Tick_1(object sender,
EventArgs e) {
if (bool1){
switch (count1) {
case 1: = true; break; case
2: = true; break; case 3:
= true; break; case 4:
= true; break; case 5:
= true; break; }
= 生产者进程占用缓冲区，请等待。。。。
switch (count1) {
case 1: = false; break; case
2: = false; break; case 3:
= false; break; case 4:
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太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》
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= false; break; case 5:
= false; break; }
= 生产者进程占用缓冲区，请等待。。。。
i = i + 1;if (i == 5)
{ //循环缓冲区，首尾相接
//无缓冲区可放产品
篇三：生产者消费者问题实验报告
操作系统课程设计实验报告
实验名称： 生产者消费者问题 姓名/学号：
一、实验目的
以生产者和消费者问题为例，学习 Linux和 Windows下
进程通信、同步机制的具体实现方法，主要是信号量和共享
内存。熟悉相关系统API的用法。
二、实验内容
使用共享内存和信号量机制来实现多个生产者/消费者
进程间的通信和同步。要求在 Linux和 Windows下分别实现。
缓冲区大小为 3，初始为空。2 个生产者，随机等待一
段时间，往缓冲区添加数据，重复6 次。3 个消费者，重复
4 次。
三、实验环境
Ubuntu , GCC; Windows 7, VC ;
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吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎? ——《论语》
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四、程序设计与实现
1. Linux 下：
(1) 数据结构：
a. 共享内存定义为一个结构，使得其数据成员更清晰
且操作变得简单。
b. 共享缓冲区采用循环队列的数据结构，由上面的结
构
struct buf { int start; int end; int
info[BUF_NUM]; }
维护。其中 start 为队头指针，end 为队尾指针，info
为数据区域。
(2) 算法：