
操作系统课程设计涉及生产者-消费者问题的源代码。
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简介:
(1)在Windows 2000环境下,构建一个生产者和消费者线程的模拟系统,其中包含一个控制台进程。该进程负责创建若干线程,用于模拟生产者或消费者的行为。线程的详细信息由程序预先定义的“测试用例文件”中进行指定。该文件的格式及含义如下:31 P 32 P 43 C 4 14 P 25 C 3 1 2 4。第一行指示程序中设置的临界区数量,其余每一行则分别描述了一个生产者或消费者的线程信息。每行中的各个字段之间使用Tab键进行分隔。无论是消费者还是生产者,都对应着一个唯一的线程编号,即每行开头的第一个整数。第二个字段通过字母P或C来区分是生产者还是消费者。第三个字段表示在线程进入执行生产或消费动作前,需要休眠的时间,单位为秒;通过调整这一参数,可以精确控制开始执行生产和消费动作的时间点。对于代表生产者的行,只有三个字段;而对于代表消费者的行,则会包含若干额外的字段,这些字段标识了消费者所请求的产品对应的生产者线程号。因此,务必确认这些对应的线程号确实存在且该线程代表一个有效的生产者。(2)在按照上述要求创建并配置线程以进行相应的读写操作时,需要满足以下关键条件:首先,共享缓冲区必须具备足够的空闲空间才能被生产者使用;其次,根据测试数据文件示例可以看出,单个生产者生产的产品可能被多个消费者同时请求消费,或者同一个消费者多次请求同一产品。只有当所有消费需求均得到满足后,该产品所在的共享缓冲区才可被释放并作为空闲空间供新的生产者利用;最后,每个消费者线程的各个消费需求之间必须遵循特定的先后顺序。例如,“5 C 3 l 2 4”这一条信息表明一个消费者线程请求消费1、2、4号生产者生产的产品——这种消费行为具有严格的顺序性:先满足1号线程的请求才能继续处理2号生产者产品的请求。此外,在每个线程发出读写操作申请、开始执行读写操作以及完成读写操作时,系统应分别显示相应的提示信息。(3)本实验所采用的生产者和消费者模型具有以下显著特点:实验中的多个缓冲区并非采用环形队列结构,也不要求按照特定顺序访问它们。生产者可以将产品放置到任何一个当前为空的缓冲区中;消费者仅负责消费指定生产者的产品。所有生产和消费的需求都已在测试用例文件中明确定义;只有当共享缓冲区的数据能够完全满足所有关于其消费需求的条件时(即所有相关需求均已完成),该共享缓冲区才可被释放并作为空闲空间供新的生产者使用。在为每个生产者分配缓冲区时,必须确保各生产者之间实现互斥访问;随后,各个生产者的具体生产活动可以并发进行;而对于消费者而言,只有在对同一产品进行消费时才需要采用互斥机制进行协调管理;同时,在消费过程结束后,需要对该消费对象进行判断以确认是否已经全部消耗完毕并及时清除该对象的信息. Windows提供了多种同步和互斥机制来实现这些功能. 常用的同步对象包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)和临界段(CriticalSection)等. 使用这些同步对象通常包含三个步骤:首先是创建或初始化;然后是向该同步对象发送请求;最后是在临界区内执行操作(对应于互斥量的上锁),并在完成后及时释放该同步对象(对应于互斥量的解锁)。这些同步对象在一个线程中创建后可以在其他任何线程中调用使用从而实现高效的同步与互斥操作.
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