操作系统课程设计报告生产者与消费者算法的实现Word文件下载.docx
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5生产者与消费者实现代码2
6心得体会7
参考文献：
7
相关工具：
8
致谢：
1.1课程设计题目
1.2课程设计小组成员
张洋、巢蕾、段敏
1.3小组成员任务分配情况及每人所占工作比例
张洋负责：
分析设计消费一个产品方法和主方法并且画出流程图，后期组织组内成员成果汇总进行本组总体报告撰写。
巢蕾负责：
分析设计生产者的行为方法和消费者的行为方法，并且画出流程图
段敏负责：
分析设计生产产品的方法和把新生产的产品放入缓冲区，并且画出流程图。
2生产者和消费者原理分析
在同一个进程地址空间内执行的两个线程。
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出一个空缓冲区。
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塞，直到新的物品被生产出来。
3.1生产者功能描述
3.2消费者功能描述
3.3程序结构图：
4数据结构分析
生产者与消费者实现：
这其中主要是通过多线程，来实现生产者和消费者之间的协调问题。
生产者（producer）——消费者（consumer）：
通过一些记录性变量，来记录模拟实现生产者的行为，通过输入语句的提示
程序采用OO设计模式，缓存区采用数组结构存储。
5生产者与消费者实现代码
#include<
windows.h>
iostream>
constunsignedshortSIZE_OF_BUFFER=10;
//缓冲区长度
unsignedshortProductID=0;
//产品号
unsignedshortConsumeID=0;
//将被消耗的产品号
unsignedshortin=0;
//产品进缓冲区时的缓冲区下标
unsignedshortout=0;
//产品出缓冲区时的缓冲区下标
intg_buffer[SIZE_OF_BUFFER];
//缓冲区是个循环队列
boolg_continue=true;
//控制程序结束
HANDLEg_hMutex;
//用于线程间的互斥
HANDLEg_hFullSemaphore;
//当缓冲区满时迫使生产者等待
HANDLEg_hEmptySemaphore;
//当缓冲区空时迫使消费者等待
DWORDWINAPIProducer（LPVOID）;
//生产者线程
DWORDWINAPIConsumer（LPVOID）;
//消费者线程
intmain（）
{
//创建各个互斥信号
g_hMutex=CreateMutex（NULL,FALSE,NULL）;
g_hFullSemaphore=CreateSemaphore（NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL）;
g_hEmptySemaphore=CreateSemaphore（NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL）;
//调整下面的数值，可以发现，当生产者个数多于消费者个数时，
//生产速度快，生产者经常等待消费者；
反之，消费者经常等待
constunsignedshortPRODUCERS_COUNT=3;
//生产者的个数
constunsignedshortCONSUMERS_COUNT=1;
//消费者的个数
//总的线程数
constunsignedshortTHREADS_COUNT=PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;
HANDLEhThreads[PRODUCERS_COUNT];
//各线程的handle
DWORDproducerID[CONSUMERS_COUNT];
//生产者线程的标识符
DWORDconsumerID[THREADS_COUNT];
//消费者线程的标识符
//创建生产者线程
for（inti=0;
i<
PRODUCERS_COUNT;
++i）{
hThreads[i]=CreateThread（NULL,0,Producer,NULL,0,&
producerID[i]）;
if（hThreads[i]==NULL）return-1;
}
//创建消费者线程
for（i=0;
CONSUMERS_COUNT;
hThreads[PRODUCERS_COUNT+i]=CreateThread（NULL,0,Consumer,NULL,0,&
consumerID[i]）;
while（g_continue）{
if（getchar（））{//按回车后终止程序运行
g_continue=false;
return0;
}
//生产一个产品。
简单模拟了一下，仅输出新产品的ID号
voidProduce（）
std:
:
cerr<
<
"
Producing"
<
++ProductID<
..."
;
Succeed"
endl;
//把新生产的产品放入缓冲区
voidAppend（）
Appendingaproduct..."
g_buffer[in]=ProductID;
in=（in+1）%SIZE_OF_BUFFER;
//输出缓冲区当前的状态
SIZE_OF_BUFFER;
cout<
i<
"
g_buffer[i];
if（i==in）std:
--生产"
if（i==out）std:
--消费"
//从缓冲区中取出一个产品
voidTake（）
Takingaproduct..."
ConsumeID=g_buffer[out];
out=（out+1）%SIZE_OF_BUFFER;
//消耗一个产品
voidConsume（）
Consuming"
ConsumeID<
//生产者
DWORDWINAPIProducer（LPVOIDlpPara）
WaitForSingleObject（g_hFullSemaphore,INFINITE）;
WaitForSingleObject（g_hMutex,INFINITE）;
Produce（）;
Append（）;
Sleep（1500）;
ReleaseMutex（g_hMutex）;
ReleaseSemaphore（g_hEmptySemaphore,1,NULL）;
//消费者
DWORDWINAPIConsumer（LPVOIDlpPara）
WaitForSingleObject（g_hEmptySemaphore,INFINITE）;
Take（）;
Consume（）;
ReleaseSemaphore（g_hFullSemaphore,1,NULL）;
}
/*一个消费者三个生产者：
/*三个生产者三个消费者
/*三个消费者一个生产者
/*三个生产者四个消费者
6心得体会
本次课程设是关于生产者与消费者之间互斥和同步的问题。
问题的实质是P、V操作，实验设一个共享缓冲区，生产者和消费者互斥的使用，当一个线程使用缓冲区的时候，另一个让其等待直到前一个线程释放缓冲区为止。
生产者与消费者是一个与现实有关的经典问题，与“和尚挑水”问题的原理相同，通过此原理举一反三可以解决其他类似的问题。
通过本课程设计，我们对操作系统的p、v进一步的认识，深入的了解p、v操作的实质和其重要性。
课本的理论知识进一步阐述了现实中的实际问题。
实验中，我们小组分工合作，共同学习，虽然在课程设计中遇到了一些问题，但在老师和同学的细心指导和热心帮助下解决了。
同时，了解到团队精神的重要性，也为以后的学习和工作打下了坚实的基础，同时积累了宝贵的经验。
[1]汤小丹梁红兵哲凤屏汤子瀛计算机操作系统（第三版）西安电子科技大学出版社2007.12
[1]代码编写、分析工具：
VisualC++
[2]流程图分析工具：
Microsoftvisio
感谢张瑞红老师细心指导，在实践中培养了我不畏艰难险阻，勇往直前的精神。
学习知识，锻炼了能力，再次感谢老师的悉心教诲！
感谢桂明月同学的帮助,让我们这一组能够顺利完成课程设计!
感谢小组成员的辛勤努力！
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