20xx061324張耀(第五講-進程的同步)資料-展示頁
2024-11-17 22:29本頁面
【正文】 技術(shù)指導(dǎo)教師印桂生實驗室名稱地點21B276 哈爾濱工程大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 第五講 進程的同步一、實驗概述1. 實驗名稱進程的同步2. 實驗?zāi)康模?）使用EOS 的信號量，編程解決生產(chǎn)者—消費者問題，理解進程同步的意義； （2）調(diào)試跟蹤 EOS 信號量的工作過程，理解進程同步的原理；（3）修改EOS 的信號量算法，使之支持等待超時喚醒功能（有限等待），加深理解進程同步的原理。3. 實驗類型驗證型和設(shè)計型實驗4. 實驗內(nèi)容（1）準(zhǔn)備實驗；（2）使用 EOS 的信號量解決生產(chǎn)者－消費者問題；（3）調(diào)試 EOS 信號量的工作過程；創(chuàng)建信號量等待釋放信號量等待信號量（不阻塞）釋放信號量（不喚醒）等待信號量（阻塞）釋放信號量（喚醒）（4）修改 EOS 的信號量算法。三、實驗過程1. 設(shè)計思路和流程圖main函數(shù)開始創(chuàng)建Mutex對象創(chuàng)建Empty信號量對象創(chuàng)建Full信號量對象創(chuàng)建生產(chǎn)者線程創(chuàng)建消費者線程等待生產(chǎn)者線程和消費者線程結(jié)束關(guān)閉句柄main函數(shù)結(jié)束Producer函數(shù)開始生產(chǎn)完畢？等待Empty信號量對象等待Mutex對象生產(chǎn)一個產(chǎn)品，占用一個緩沖區(qū)循環(huán)向后移動緩沖區(qū)指針釋放Mutex對象釋放Full信號量對象等待500毫秒Producer函數(shù)結(jié)束Consumer函數(shù)開始消費完畢畢？等待Full信號量對象等待Mutex對象消費一個產(chǎn)品，清空一個緩沖區(qū)循環(huán)向后移動緩沖區(qū)指針釋放Mutex對象釋放Empty信號量對象前10個產(chǎn)品？等待2000毫秒等待100毫秒Consumer函數(shù)結(jié)束2. 需要解決的問題及解答（1） 生產(chǎn)者在生產(chǎn)了13號產(chǎn)品后本來要繼續(xù)生產(chǎn)14號產(chǎn)品，可此時生產(chǎn)者為什么必須等待消費者消費了4號產(chǎn)品后，才能生產(chǎn)14號產(chǎn)品呢？生產(chǎn)者和消費者是怎樣使用同步對象來實現(xiàn)該同步過程的呢？答：因為臨界資源的訪問限制，程序中限定了緩沖池的大小為10，只有緩沖池有空余時生產(chǎn)者才能向里邊放產(chǎn)品，同時只有緩沖池有產(chǎn)品時消費者才能向外取東西。當(dāng)生產(chǎn)者線程生產(chǎn)了13號產(chǎn)品后，此時Full信號量的值為10，而Empty信號量的值為0，此時若生產(chǎn)者線程要再生產(chǎn)一個產(chǎn)品，先對Empty減1，此時Empty值小于零，生產(chǎn)者線程進入等待隊列；而此時若有一個消費者線程要消費一個產(chǎn)品，先對Full減1，此時Full值為9，大于0，如果沒有線程占用緩沖池，消費者可以消費一個產(chǎn)品。（2） 生產(chǎn)者線程和消費者線程是如何使用Mutex、Empty信號量和 Full信號量來實現(xiàn)同步的？在兩個線程函數(shù)中對這三個同步對象的操作能夠改變順序嗎？答：Mutex、Empty、Full三個信號量的初始值分別為0，當(dāng)存在一個生產(chǎn)者線程訪問緩沖池時，首先對Empty減1，如果大于0，則說明還有剩余緩沖區(qū)可以讓生產(chǎn)者放入產(chǎn)品，否則生產(chǎn)者線程進入等待隊列；再對Mutex減1，如果大于等于0，則說明沒有線程占用緩沖池，否則生產(chǎn)者線程進入等待隊列。消費者線程同理，對信號量的操作順序與生產(chǎn)者線程相反。（3）
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