操作系統實驗上機

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實驗名稱	實驗序號	實驗日期	實驗人
多線程與信號量編程	4	公元2077年	Rytter

一、實驗題目

二、相關原理和知識

1. linux有關于信號量的相關函數，可以直接調用
2. 利用pthread進行創建進程，每個進程都會有一個id
3. 創建進程后每個進程都會對buffer進行互斥操作

三、實驗過程

1. 編寫關于信號量與進程id的函數
2. 編寫對buffer進行操作的兩個函數
3. 編寫消費者與生產者的函數
4. 編寫創建生產者與消費者的函數
5. 放到Linux服務器上進行編譯和運行

四、實驗結果

五、問題總結

1. 編譯時出現問題，原因位命令行沒有使用pthread
2. 消費者的printf代碼位置不對，導致還沒消費就產生輸出

六、源碼

首先是buffer.h文件

typedef int buffer_item;
#define BUFFER_SIZE 5

之后是main.c文件

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "buffer.h"
buffer_item buffer[BUFFER_SIZE];
pthread_mutex_t mutex;
sem_t  full,empty;
void buffer_out(){int i;for ( i = 0; i <BUFFER_SIZE ; ++i) {printf("%d",buffer[i]);}printf("\n");
}
int insert_item(int a,int b){sem_wait(&empty);pthread_mutex_lock(&mutex);int i;for(i = 0;i < BUFFER_SIZE;i++){if(buffer[i] == 0){buffer[i] = 1;//找到空的位置break;}}if(i == BUFFER_SIZE) return -1;printf("producer %d produced %d\n",a,b);buffer_out();pthread_mutex_unlock(&mutex);sem_post(&full);return 0;
}
int remove_item(int a,int b){sem_wait(&full);pthread_mutex_lock(&mutex);int i;for(i = 0;i < BUFFER_SIZE;i++){if(buffer[i] != 0){buffer[i] = 0;break;}}if(i == BUFFER_SIZE) return -1;printf("consumer %d consumed %d\n",a,b);//第幾個吃了幾個食物buffer_out();pthread_mutex_unlock(&mutex);sem_post(&empty);return 0;
}void * producer(void * param){int* num = (int*)param;int food_id=0;while(1){sleep(((rand() % 10) + 1));if(insert_item(*num,++food_id))printf("wrong\n");}
}void * consumer(void *param){int* num = (int*)param;int food_id=0;while(1){sleep(((rand() % 10) + 1));if(remove_item(*num,++food_id))printf("wrong\n");}
}int main(int argc,char *argv[])
{//1.獲取命令行輸入的數字if(argc != 4) return -1;int sleep_time = atoi(argv[1]);int producer_num = atoi(argv[2]);int consumer_num = atoi(argv[3]);//2.進行初始化pthread_mutex_init(&mutex,NULL);sem_init(&empty,0,BUFFER_SIZE);sem_init(&full,0,0);int i;for(i=0;i<BUFFER_SIZE;i++) buffer[i]=0;//3.創建線程pthread_t producer_tid[producer_num];int producer_id[producer_num];for(i = 0;i < producer_num;i++){producer_id[i] = i + 1;pthread_create(&producer_tid[i],NULL,producer,&producer_id[i]);}pthread_t consumer_tid[consumer_num];int consumer_id[consumer_num];for(i = 0;i < consumer_num;i++){consumer_id[i] = i + 1;pthread_create(&consumer_tid[i],NULL,consumer,&consumer_id[i]);}//4.休眠sleep(sleep_time);//5.退出return 0;
}