《操作系统》课程设计说明书-用多线程同步方法解决生产者－消费者问题.doc

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用多线程同步方法解决生产者-消费者问题 4
1. 设计题目与要求 4
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本科生课程设计成绩评定表 15
课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 工作单位: 计算机科学与技术学院
题目: 用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(Producer-Consumer Problem)
初始条件:
操作系统:Linux
程序设计语言:C语言
有界缓冲区内设有20个存储单元,其初值为0。放入/取出的数据项按增序设定为1-20这20个整型数。
要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
:
1)为每个生产者/消费者产生一个线程,设计正确的同步算法
2)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的当前全部内容、当前指针位置和生产者/消费者线程的自定义标识符。
3)生产者和消费者各有两个以上。
4)多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。
2. 设计说明书内容要求:
1)设计题目与要求
2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。
3)数据结构与模块说明(功能与流程图)
4)给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。(要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。)
5)运行结果与运行情况
(提示: (1)有界缓冲区可用数组实现。
(2)编译命令可用: cc -lpthread -o 目标文件名源文件名
(3)多线程编程方法参见附件。)
3. 调试报告:
1)调试记录
2)自我评析和总结
上机时间安排:
18周一 ~ 五 08:0 - 12:00
指导教师签名: 年月日
系主任(或责任教师)签名: 年月日
用多线程同步方法解决生产者-消费者问题
设计题目与要求

解决生产者-消费者(Bounded - Buffer Problem)问题

每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的全部内容、当前指针位置和生产者/消费者线程的标识符。
生产者和消费者各有两个以上。
多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。


生产者进程与消费者进程是经典的同步互斥关系。系统创建两类进程:proceducer ()和consumer(),分别用来描述生产者和消费者的行为。生产者与消费者问题是指若干进程通过循环缓冲池区交换数据。生产者进程不断向循环缓冲池区中写入数据(即生产数据),而消费者进程不断从循环缓冲池区中读出数据(即消费数据)。循环缓冲池共有N个缓冲区,缓冲区可以暂存一个产品,任何时刻只能有一个进程可以对循环缓冲池进行操作。只要缓冲区未满,生产者就可以把产品送入缓冲区;只要缓冲区未空,消费者就可以从缓冲区中取走物品。
为了解决生产者和消费者问题,应该设置信号量和变量如下:
full: 满缓冲区资源信号量,初值为0;
empty:空缓冲区资源信号量,初值为n;
in: 生产者指针,初值均为0;
out: 消费者指针,均为0;
mutex:缓冲区操作的互斥信号量,初值为1
利用互斥信号量mutex实现诸进程对缓冲池的互斥使用,利用信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲池和满缓冲区的数量。

1)操作系统:Linux
2)程序设计语言:C语言
3)编译器:GCC


1、void produce(struct sem_info * );
这个函数是生产者进行的生产过程,为所有的生产者所共享。结构体指针用来接收生产者线程创建时传来的生产者的个人信息。
2、void consumer(struct sem_info * );
这个函数是消费者进行的生产过程,为所有的消费者所共享。结构体指针用来接收消费者线程创建时传来的消费者的个人信息。
3、void setproduce(void);
这个函数是用来设置生产者的个数和他们的名字。
4、void setconsumer(void);
这个函数是用来设置消费者的个数和他们的名字。
5、void activepthread(int);
这个函数是用来创建生产者线程,int型参数为生产者的个数。
6、void acti