同步和互斥實驗-吃水果問題、消費者問題參考模板

1、實驗3 報告源程序1/*作者：wwj時間：2012/4/12功能：實現(xiàn)吃水果問題*題目內(nèi)容：桌子有一只盤子，只允許放一個水果，父親專向盤子放蘋果，母親專向盤子放桔子兒子專等吃盤子的桔子，女兒專等吃盤子的蘋果。只要盤子為空，父親或母親就可以向盤子放水果，僅當盤子有自己需要的水果時，兒子和女兒可從盤子取出。請給出四個人之間的同步關系，并用pv操作實現(xiàn)四個人的正確活動的問題。*題目分析：父親和女兒是相互制約的，父親進程執(zhí)行完即往盤中放入蘋果后，女兒進程才能執(zhí)行即吃蘋果，是同步關系；母親和兒子是相互制約的，母親進程執(zhí)行完即往盤中放入桔子，兒子進程才能執(zhí)行即吃桔子，也是同步關系而父親和母親這兩個進程不能

2、同時進行，是互斥關系；* */#include<windows.h>#include<iostream>using namespace std;/聲明句柄HANDLE EmptyPlate;HANDLE Apple;HANDLE orange;HANDLE fatherThread;HANDLE motherThread;HANDLE sonThread;HANDLE daughterThread;/線程函數(shù)聲明DWORD WINAPI father(LPVOID IpParameter);DWORD WINAPI mother(LPVOID IpParameter);

3、DWORD WINAPI daughter(LPVOID IpParameter);DWORD WINAPI son(LPVOID IpParameter);int main()/創(chuàng)建信號量EmptyPlate = CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL); /盤子Apple = CreateSemaphore(NULL,0,1,NULL);/蘋果1 / 7orange = CreateSemaphore(NULL,0,1,NULL); /桔子/創(chuàng)建線程fatherThread = CreateThread(NULL,0,father,NULL,0,NULL);mother

4、Thread = CreateThread(NULL,0,mother,NULL,0,NULL);daughterThread = CreateThread(NULL,0,daughter,NULL,0,NULL);sonThread = CreateThread(NULL,0,son,NULL,0,NULL);/等線程的結(jié)束WaitForSingleObject(fatherThread,INFINITE); WaitForSingleObject(motherThread,INFINITE); WaitForSingleObject(daughterThread,INFINITE); Wa

5、itForSingleObject(sonThread,INFINITE); /關閉線程句柄CloseHandle(fatherThread);CloseHandle(motherThread);CloseHandle(daughterThread);CloseHandle(sonThread);/關閉信號量句柄CloseHandle(EmptyPlate);CloseHandle(Apple);CloseHandle(orange);return 0;/父親線程函數(shù)DWORD WINAPI father(LPVOID IpParameter)for(int i = 0; i < 5;

6、+i)WaitForSingleObject(EmptyPlate, INFINITE);/ P操作/ 開始臨界區(qū)cout << "nFather往盤中放一個水果n"/ 結(jié)束臨界區(qū)ReleaseSemaphore(Apple, 1, NULL);/ V操作return 0;/母親線程函數(shù)DWORD WINAPI mother(LPVOID IpParmeter)for(int i = 0; i < 5; +i)WaitForSingleObject(EmptyPlate, INFINITE);/ P操作/ 開始臨界區(qū)cout << "

7、nMother往盤中放一個桔子n"/ 結(jié)束臨界區(qū)ReleaseSemaphore(orange, 1, NULL);/ V操作return 0;/女兒線程函數(shù)DWORD WINAPI daughter(LPVOID IpParameter)while(1)WaitForSingleObject(Apple,INFINITE); /p操作cout<<"女兒吃蘋果"<<endl;ReleaseSemaphore(EmptyPlate,1,NULL); /v操作return 0;/兒子線程函數(shù)DWORD WINAPI son(LPVOID IpP

8、arameter)while(1)WaitForSingleObject(orange,INFINITE); /p操作cout<<"兒子吃蘋果"<<endl;ReleaseSemaphore(EmptyPlate,1,NULL); /v操作return 0;程序運行結(jié)果截圖：運行結(jié)果分析：從運行結(jié)果可知父進程執(zhí)行完后，女兒進程立即執(zhí)行，這說明父進程跟女兒進程有時序關系，只有當父進程執(zhí)行之后，女兒進程才會執(zhí)行，女兒進程是父進程的子線程，他們具有同步關系，同理；母親進程跟兒子進程，也是同步關系。源程序2/*作者：wwj時間：2012/4/12功能：實現(xiàn)生

9、產(chǎn)者和消費者正?；顒宇}目內(nèi)容：生產(chǎn)者-消費者問題，是指兩組進程共享一個環(huán)形的緩沖區(qū)。一組進程被稱為生產(chǎn)者，另一組進程被稱為消費者。緩沖池是由若干個（程序假設為4個）大小相等的緩沖區(qū)組成的，每個緩沖區(qū)可以容納一個產(chǎn)品。生產(chǎn)者進程不斷地將生產(chǎn)的產(chǎn)品放入緩沖池，消費者進程不斷地將產(chǎn)品從緩沖池取出。用PV操作實現(xiàn)生產(chǎn)者和消費者的正?；顒拥某绦蝾}目分析：在生產(chǎn)者-消費者問題中，既存在進程同步問題，也存在著臨界區(qū)的互斥問題。當緩沖區(qū)都滿時，表示供大于求，生產(chǎn)者停止生產(chǎn)，進入等待狀態(tài)，同時喚醒消費者；當緩沖區(qū)都空時，表示供不應求，消費者停止消費，喚醒生產(chǎn)者。這說明了，生產(chǎn)者和消費者存在同步關系。對于緩沖池，

10、它顯然是一個臨界資源，所有的生產(chǎn)者和消費者都要使用它，而且都要改變它的狀態(tài)，故對于緩沖池的操作必須是互斥的。*/#include<Windows.h>#include<iostream>using namespace std;const int n=4;/聲明全局變量int i=0,j=0;/i和j分別指向緩沖區(qū)int buffern;/緩沖池int ItemP=0;/用來存放生產(chǎn)的產(chǎn)品int ItemC=0;/用來存放消費的產(chǎn)品/聲明句柄HANDLE mutex;/緩沖池信號量HANDLE empty;/空緩沖區(qū)信號量HANDLE full;/滿緩沖區(qū)信號量HANDL

11、E pThread;/producer線程句柄HANDLE cThread;/consumer線程句柄/聲明進程函數(shù)DWORD WINAPI producer(LPVOID IpParameter);DWORD WINAPI consumer(LPVOID IpParameter);int main()/創(chuàng)建信號量mutex = CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);empty = CreateSemaphore(NULL,1,4,NULL);full = CreateSemaphore(NULL,0,4,NULL);cout<<"市場運作開始。&

12、quot;<<endl;/創(chuàng)建線程pThread = CreateThread(NULL,0,producer,NULL,0,NULL);cThread = CreateThread(NULL,0,consumer,NULL,0,NULL);/等待相應線程結(jié)束WaitForSingleObject(pThread,INFINITE); WaitForSingleObject(cThread,INFINITE); /關閉線程句柄CloseHandle(pThread);CloseHandle(cThread);/關閉信號量句柄CloseHandle(mutex);CloseHandl

13、e(empty);CloseHandle(full);cout<<"整個市場運營結(jié)束。"<<endl;return 0;/producer線程函數(shù)的定義DWORD WINAPI producer(LPVOID IpParameter)for(int k=0;k<5;k+)cout<<"nproducer生產(chǎn)一個產(chǎn)品"<<endl;ItemP=ItemP+1;/增加一個產(chǎn)品WaitForSingleObject(empty,INFINITE);/P操作WaitForSingleObject(mutex,

14、INFINITE);cout<<"n把一個產(chǎn)品放入了一個空的緩沖區(qū)"<<endl;bufferi=ItemP;/將產(chǎn)品放入緩沖區(qū)i=(i+1)%n;ReleaseSemaphore(mutex,1,NULL);/V操作ReleaseSemaphore(full,1,NULL);return 0;DWORD WINAPI consumer(LPVOID IpParameter)for(int k=0;k<5;k+)WaitForSingleObject(full,INFINITE);/P操作WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);ItemC=bufferj;/將緩沖區(qū)里的產(chǎn)品取出，放入消費產(chǎn)品里頭j=(j+1)%n;/j指向下一個滿的緩沖區(qū)ReleaseSemaphore(mutex,1,NULL);/V操作ReleaseSemaphore(empty,1,NULL);cout<<"n消費者消費一個產(chǎn)品"<<endl;ItemC=ItemC-1;/消費一個產(chǎn)品return 0;程序運行截圖如下：運行結(jié)果分析：從運行結(jié)果來看，整個市場運作有兩種狀態(tài)， 一種狀態(tài)是生產(chǎn)著連續(xù)生產(chǎn)兩個產(chǎn)品，每生產(chǎn)一個產(chǎn)品后，立馬把產(chǎn)品產(chǎn)品放入緩沖區(qū)，接著消費者消費產(chǎn)