实验三:生产者与消费者(20页).doc
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1、-实验三:生产者与消费者一、 实验目的1.学习和掌握操作系统中进程之间的通信;2.理解和掌握使用信号量机制来是想进程之间的同步和互斥;3.学习使用创建文件对象,并利用文件映射对象来实现数据通信。二、实验内容 一个大小为6的缓冲区,初始为空,每个缓冲区能存放一个长度若为10个字符的字符串。 2个生产者 随机等待一段时间,往缓冲区添加数据, 若缓冲区已满,等待消费者取走数据后再添加 重复12次 3个消费者 随机等待一段时间,从缓冲区读取数据 若缓冲区为空,等待生产者添加数据后再读取 重复8次说明: 显示每次添加和读取数据的时间及缓冲区的状态 生产者和消费者用进程模拟,缓冲区用共享内存来实现三、 实
2、验环境1. Windows下:Windows8 ,Visual studio 20132. Linux下:Linux Ubuntu 4,gcc四、 程序设计与实现1. Windows下:A 主要函数说明:(1) PROCESS_INFORMATIONStartClone(intnCloneID)功能:用来创建5个相同的进程,前两个为生产者,后三两个为消费者,赋予其不同的ID值,返回进程的信息。(2) CreateSemaphore();功能:创建3个信号量:full,empty,mutex。来互斥的访问缓冲区,实现通信。(3) CreateFileMapping()功能:在当前运行的进程中创建
3、文件映射对象,来模拟共享缓冲区MapViewOfFile()功能:在此文件映射上创建视图映射到当前应用程序的地址空间B 程序流程图开始初始化:创建的子进程个数为0nClone=0;创建5个相同的子进程nClone+2nClone60nClone3申请缓冲区P(full)P(mutex)申请缓冲区P(empty)P(mutex)nClone=?0从缓冲区取产品:将1置为0创建3个信号量:full ,empty,mutex把产品放入缓冲区:将0置为1释放缓冲区:V(mutex)V(empty)释放缓冲区:V(mutex)V(full)创建共享内存NN随机等待随机等待等待子进程执行完毕12次取完了?
4、12次放完了?YY结束每个子进程结束实验代码如下:Windows:/ 实验三.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/#include stdafx.h#include #include #include static HANDLE hMutexMapping=INVALID_HANDLE_VALUE; int num=0; HANDLE lpHandle10; struct buf int num; int read; int write; int buffer5; ; BOOL StartClone() int i; BOOL bCreateOK; PROCESS_INFORMATION
5、 pi; TCHAR szFilenameMAX_PATH; GetModuleFileName(NULL,szFilename,MAX_PATH); TCHAR szCmdLineMAX_PATH; for ( i = 0; i 3; i+) sprintf(szCmdLine,%s consumer %d,szFilename,i); STARTUPINFO si; ZeroMemory(reinterpret_cast(&si),sizeof(si); si.cb=sizeof(si); bCreateOK=CreateProcess( szFilename, szCmdLine, NU
6、LL, NULL, FALSE, CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE, NULL, NULL, &si, &pi); if (!bCreateOK) return false; lpHandlenum=pi.hProcess; num+; for ( i = 0; i 2; i+) sprintf(szCmdLine,%s productor %d,szFilename,i); STARTUPINFO si; ZeroMemory(reinterpret_cast(&si),sizeof(si); si.cb=sizeof(si); bCreateOK=CreateProces
7、s( szFilename, szCmdLine, NULL, NULL, FALSE, CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE, NULL, NULL, &si, &pi); if (!bCreateOK) return false; lpHandlenum=pi.hProcess; num+; return true; void Parent() printf(Creating the child process and waited child process to quit.n); hMutexMapping=CreateMutex(NULL,true,mutex); HA
8、NDLE hMapping=CreateFileMapping( NULL, NULL, PAGE_READWRITE, 0, sizeof(LONG), map); if (hMapping!=INVALID_HANDLE_VALUE) LPVOID pData=MapViewOfFile( hMapping, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0); if (pData!=NULL) ZeroMemory(pData,sizeof(LONG); struct buf *pnData=reinterpret_cast(pData); pnData-read=0; pnDa
9、ta-write=0; pnData-num=0; memset(pnData-buffer,0,sizeof(pnData-buffer); UnmapViewOfFile(pData); CreateSemaphore(NULL,3,3,EMPTY); CreateSemaphore(NULL,0,3,FULL); BOOL bCreateOK=StartClone(); if (!bCreateOK) /printf(Create child process failed.n); else /printf(Create child process success.n); ReleaseM
10、utex(hMutexMapping); void Productor(int n) int j; printf(Productor is running.n); hMutexMapping=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,true,mutex); HANDLE hMapping=OpenFileMapping( FILE_MAP_ALL_ACCESS, NULL, map); if (hMapping=INVALID_HANDLE_VALUE) printf(errorn); HANDLE semEmpty = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_A
11、CCESS,FALSE,EMPTY); HANDLE semFull = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_ACCESS,FALSE,FULL); for (int i = 0; i 6; i+) WaitForSingleObject(semEmpty, INFINITE); SYSTEMTIME st; GetSystemTime(&st); srand(unsigned)time(0); Sleep(rand()/6); WaitForSingleObject(hMutexMapping,INFINITE); LPVOID pFile=MapViewOfFile(
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