（3）源程序
#include
typedef HANDLE Semaphore; // 信号量的Windows原型
#define P(S) WaitForSingleObject(S,INFINITE) // 定义Windows下的P操作
#define V(S) ReleaseSemaphore(S,1,NULL) // 定义Windows下的V操作 #define rate 1000
#define CONSUMER_NUM 2 /* 消费者个数 */ #define PRODUCER_NUM 3 /* 生产者个数 */ #define BUFFER_NUM 20 /* 缓冲区个数 */
char *thing[8] = {\豆浆\油条\烧饼\牛奶\包子\烧卖\煎蛋\雪碧\生产和消费的产品名称 struct Buffer {
int product[BUFFER_NUM]; // 缓冲区
int start,end; // 两个指针相当于教材中的 in out 指针 }g_buf;
Semaphore Empty,Full,Mutex; //分别相当于Empty, Full, Mutex三个信号量
/************** 消费者线程*****************************/ DWORD WINAPI Consumer(LPVOID para) {
// i表示第i个消费者
int i = *(int *)para; //利用para传入当前消费者的编号 int ptr; // 待消费的内容的指针 printf(\消费者 : 需要资源\\n\ int j=0;
while (j++<4){
// 等待产品 P(Full);
// 有产品，先锁住缓冲区 P(Mutex);
// 记录消费的物品 ptr=g_buf.start;
// 再移动缓冲区指针
g_buf.start= (g_buf.start+1)%BUFFER_NUM; //让其他消费者或生产者使用
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printf(\消费者d: 我需要buf[%d]=%s\\n\i, ptr, thing[g_buf.product[ptr]]); //消费完毕，并释放一个缓冲
printf(\消费者d: 我消费完毕%s\\n\i,thing[g_buf.product[ptr]]); V(Mutex); V(Empty);
Sleep(rate*rand()+110); }
return 0; }
/**************** 生产者线程********************************/ DWORD WINAPI Producer(LPVOID para) {
int i = *(int *)para - CONSUMER_NUM; int ptr;
int data; //产品 int j=0;
while(j++<4) {
data=rand()%8;
printf(\生产者d: 生产出: %s!\\n\i,thing[data]); //等待存放空间 P(Empty);
//有地方，先锁住缓冲区 P(Mutex);
//记录消费的物品 ptr=g_buf.end;
//再移动缓冲区指针
g_buf.end =(g_buf.end+1)%BUFFER_NUM;
printf(\生产者d: 放到缓冲区 buf[%d]=%s\\n\i,ptr,thing[data]); g_buf.product[ptr]=data;
//放好了完毕，释放一个产品 //让其他消费者或生产者使用 V(Mutex); V(Full);
Sleep(rate/2*rand()+110); }
return 0; }
int main(int argc,char *argv[])
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{
//线程技术，前面为消费者线程，后面为生产者线程
HANDLE hThread[CONSUMER_NUM+PRODUCER_NUM]; // 线程计数
srand(time(NULL)); rand();
DWORD tid; int i=0;
//初始化信号量
Mutex=CreateSemaphore(NULL,1,1,\ Empty=CreateSemaphore(NULL, BUFFER_NUM, BUFFER_NUM, \
Full=CreateSemaphore(NULL,0,BUFFER_NUM,\ if(!Empty||!Full||!Mutex) {
printf(\ Semaphone Error!\\n\
return -1; }
int totalThreads=CONSUMER_NUM+PRODUCER_NUM; //开启消费者线程
printf(\先请消费者上席！\\n\ for(i=0;i hThread[i]=CreateThread(NULL, 0, Consumer, &i,0,&tid); if(hThread[i])WaitForSingleObject(hThread[i],10); } printf(\生产者就位！\\n\ for(;i hThread[i]=CreateThread(NULL,0,Producer,&i,0,&tid); if(hThread[i])WaitForSingleObject(hThread[i],10); } //生产者和消费者的执行 WaitForMultipleObjects(totalThreads,hThread,TRUE,INFINITE); return 0; } - 7 - 3 结果及分析 - 8 - 4 设计小结 本次课程设计通过模拟计算机操作系统中经典的“生产者—消费者问题”，巩固了我在操作系统原理课上所学的知识，加深了对操作系统中进程同步和互斥等问题，完成了多进程同步方法解决生产者－消费者问题全部过程，结果满足设计要求。 设计过程中遇到不少困难，在反复研究老师的PPT及课本的原理后才逐渐明晰怎样将代码实现，虽然这学期学过Java，但java不是很熟悉，因此还是选择C++语言。以前学习C++没有深入了解到线程这个概念，在学习Java的时候才知道有专门的线程类。所以我在网上也参考了其他人用C++编写尤其是关于多进程程序的设计实现。在代码的实现过程中，我是主要定义了两个函数 DWORD WINAPI Consumer(LPVOID para) 和 DWORD WINAPI Producer(LPVOID para)，在这两个函数中实现PV操作。 通过本次设计，我较好地掌握了通过研究Linux 的进程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制全过程，尤其是对多进程程序设计方法有了更深的理解，开拓了思路，锻炼了实践动手能手。但是我觉得课程设计的时间有点短，中间又夹杂着好几场考试，所以没能做出界面以便于直观的观察出详细过程，只是用代码实现了要描述的功能且达到了要求，所以改进的空间还比较大。 5 参考文献 [1]汤子瀛．《计算机操作系统》（修订版）．西安电子科技大学出版社，2001。 [2]计算机操作系统教程.孙钟秀等编著.高等教育出版社,2010年8月出版 [3]数据结构教程.李春葆等编著 清华大学出版社.2009年4月 [4]面向对象程序设计与Visual C++6.0教程 陈天华编著 清华大学出版社.2009年7月 - 9 -