生产者与消费者 进程的同步与互斥模拟

实验题目： 生产者与消费者（综合性实验） 实验环境： C语言编译器 实验内容： ① 由用户指定要产生的进程及其类别，存入进入就绪队列。 　　 ② 调度程序从就绪队列中提取一个就绪进程运行。如果申请的资源被阻塞则进入相应的等待队列，调度程序调度就绪队列中的下一个进程。进程运行结束时，会检查对应的等待队列，激活队列中的进程进入就绪队列。运行结束的进程进入over链表。重复这一过程直至就绪队列为空。 　　 ③ 程序询问是否要继续？如果要转直①开始执行，否则退出程序。 实验目的： 通过实验模拟生产者与消费者之间的关系，了解并掌握他们之间的关系及其原理。由此增加对进程同步的问题的了解。 实验要求： 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程类型标号、进程系统号、进程状态、进程产品（字符）、进程链指针等等。 系统开辟了一个缓冲区，大小由buffersize指定。 程序中有三个链队列，一个链表。一个就绪队列（ready），两个等待队列：生产者等待队列（producer）；消费者队列（consumer）。一个链表（over），用于收集已经运行结束的进程 本程序通过函数模拟信号量的操作。 参考书目： 1）徐甲同等编，计算机操作系统教程，西安电子科技大学出版社 2）Andrew S. Tanenbaum著，陈向群，马红兵译. 现代操作系统（第2版）. 机械工业出版社 3）Abranham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne著. 郑扣根译. 操作系统概念（第2版）. 高等教育出版社 4）张尧学编著. 计算机操作系统教程（第2版）习题解答与实验指导. 清华大学出版社 实验报告要求： （1） 每位同学交一份电子版本的实验报告，上传到202.204.125.21服务器中。 （2） 文件名格式为班级、学号加上个人姓名，例如： 电子04-1-040824101**.doc　　 表示电子04-1班学号为040824101号的**同学的实验报告。 （3） 实验报告内容的开始处要列出实验的目的，实验环境、实验内容等的说明，报告中要附上程序代码，并对实验过程进行说明。 基本数据结构： PCB* readyhead=NULL, * readytail=NULL; // 就绪队列 PCB* consumerhead=NULL, * consumertail=NULL; // 消费者队列 PCB* producerhead=NULL, * producertail=NULL; // 生产者队列 over=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)); // over链表 int productnum=0; //产品数量 int full=0, empty=buffersize; // semaphore char buffer[buffersize]; // 缓冲区 int bufferpoint=0; // 缓冲区指针 struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */ int flag; // flag=1 denote producer; flag=2 denote consumer; int numlabel; char product; char state; struct pcb * processlink; …… }; processproc( )--- 给PCB分配内存。产生相应的的进程：输入1为生产者进程；输入2为消费者进程，并把这些进程放入就绪队列中。 waitempty( )--- 如果缓冲区满，该进程进入生产者等待队列；linkqueue(exe,&producertail); // 把就绪队列里的进程放入生产者队列的尾部 void signalempty() bool waitfull() void signalfull() void producerrun() void comsuerrun() void main() { processproc(); element=hasElement(readyhead); while(element){ exe=getq(readyhead,&readytail); printf("进程%d申请运行，它是一个",exe->numlabel); exe->flag==1? printf("生产者\n"):printf("消费者\n"); if(exe->flag==1) producerrun();

/*

*/
#include
#include
#include

struct PCB
{   
	int flag;	//1为生产者2为消费者
	int numLabel;
};
typedef struct QNode
{
	PCB data;//数据域
	struct QNode* next;//指针域
}QNode *QueuePtr;
typedef struct
{
	QueuePtr front;//队头指针
	QueuePtr rear;//队尾指针
}linkQueue;
typedef struct LNode
{
	QueuePtr data;
	struct LNode *next;
}LNode *linkList;

void QueueInit（linkQueue& Q）//初始化队列

{
	Q.front = Q.rear = （QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;
	Q.front->next = NULL;
}

void linkListInit（linkList& L）//初始化链表
{
	L = （linkList）malloc（sizeof（LNode））;
}

void EnQueue（linkQueue& Q QueuePtr p）//入队
{
	p->next = NULL;
	Q.rear->next = p;
	Q.rear = p;
}

QueuePtr DeQueue（linkQueue& Q）//出队
{
	QueuePtr p = Q.front->next;
	Q.front->next = p->next;
	if（Q.rear == p）Q.rear =Q.front;
	return p;
}

void linkListInsert（linkList& L QueuePtr e）//进入链表
{
	linkList p = L;	
	linkList q = （linkList）malloc（sizeof（LNode））;
	while（p->next）p++;
	q->data = e;
	q->next = NULL;
	p->next = q;
}

void processproc（linkQueue& Q）//创建进程进入初始队列
{
	int processNum = 0;
	cout<<“请输入进程的个数：“;//确定进程个数，默认为0
	cin>>processNum;
	
	for（int i = 0; i < processNum; i++）
	{
		cout<<“输入第“<		struct PCB pcb;
		cin>>pcb.flag;//输入进程的种类
		pcb.numLabel = i+1;//进程序号赋值
		QueuePtr p = （QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;
		p->data = pcb;
		EnQueue（Q p）;	
	}
}

bool HasElement（linkQueue Q）//判断队列是否为空
{
	if（Q.front == Q.rear）return false;
	else return true;
}

int ProduceRun（int& full int BufferSize）//运行生产者进程
{
	if（full < BufferSize）
	{
		full++;
		return 1;
	}
	return 0;
}
int ConsumeRun（int& full int BufferSize）//运行消费者进程
{
	if（full > 0）
	{
		full--;
		return 1;
	}
	return 0;
}
void DisPlay（linkQueue Q）//打印队列
{
	QueuePtr p = Q.front;
	while（p->next）{
		cout<<“进程“<next->data.numLabel<		p = p->next;
	}
}
void main（）
{
	int BufferSize;//设置缓冲区大小
	cout<<“请设置缓冲区的大小： “;
	cin>>BufferSize;
    int full = 0;//当前缓冲区中的进程数目
	int temp = 1;
	
	linkList over;//用于收集已经运行结束的进程
	linkListInit（over）;
	linkQueue ReadyQueue;//就绪队列
	linkQueue ProducerWaitQueue;//生产者等待队列
	linkQueue ConsumerWaitQueue;//消费者等待队列
	//初始化
	QueueInit（ReadyQueue）;
	QueueInit（ProducerWaitQueue）;
	QueueInit（ConsumerWaitQueue）;
	
	while（temp）//死循环
	{
		processproc（ReadyQueue）;//创建进程进入就绪队列
		bool element=HasElement（ReadyQueue）;//判断队列是否为空
		
		while（element）//当它不是空的
		{
			cout<<“进程“<next->data.numLabel<<“申请运行他是一个“;
			/********************************************************************/
			if（ReadyQueue.front->next->data.flag == 1）//如果它是一个生产者
			{
				cout<<“生产者“<				
				if（ProduceRun（full BufferSize） == 1）//判断缓存区是否还有空间
				{
					cout<<“进程“<next->data.numLabel<<“执行完毕“<					linkListInsert（over DeQueue（ReadyQueue））;//运行结束，进入over链表
					if（HasElement（ProducerWaitQueue））//检查生产者等待队列，激活队列中的进程进入就绪队列
						EnQueu

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----

     文件      41984  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\vc60.idb

     文件      61440  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\vc60.pdb

     文件     259284  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.ilk

     文件     217192  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.exe

     文件     525312  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.pdb

     文件          0  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.sbr

     文件     263384  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.pch

     文件      17532  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.obj

     文件      74752  2008-12-27 14:55  sy2\Debug\sy2.bsc

     文件      41984  2008-12-27 15:06  sy2\sy2.ncb

     文件        869  2008-12-27 14:55  sy2\sy2.plg

     文件       3369  2008-12-27 14:50  sy2\sy2.dsp

     文件        531  2008-12-27 14:50  sy2\sy2.dsw

     文件      48640  2008-12-27 15:06  sy2\sy2.opt

     文件       5023  2009-01-07 20:35  sy2\sy2.cpp

     文件      94208  2009-01-07 20:35  实验报告2.doc

     目录          0  2008-12-27 12:23  sy2\Debug

     目录          0  2008-12-24 08:28  sy2

----------- ---------  ---------- -----  ----

              1655504                    18