同步和互斥实验-吃水果问题、消费者问题

实验3报告源程序1/**作者：wwj时间：2012/4/12功能：实现吃水果问题**题目内容：桌子有一只盘子，只允许放一个水果，父亲专向盘子放苹果，母亲专向盘子放桔子儿子专等吃盘子的桔子，女儿专等吃盘子的苹果。只要盘子为空，父亲或母亲就可以向盘子放水果，仅当盘子有自己需要的水果时，儿子和女儿可从盘子取出。请给出四个人之间的同步关系，并用pv操作实现四个人的正确活动的问题。****题目分析：父亲和女儿是相互制约的，父亲进程执行完即往盘中放入苹果后，女儿进程才能执行即吃苹果，是同步关系；母亲和儿子是相互制约的，母亲进程执行完即往盘中放入桔子，儿子进程才能执行即吃桔子，也是同步关系而父亲和母亲这两个进程不能同时进行，是互斥关系；****/#includewindows.h#includeiostreamusingnamespacestd;//声明句柄HANDLEEmptyPlate;HANDLEApple;HANDLEorange;HANDLEfatherThread;HANDLEmotherThread;HANDLEsonThread;HANDLEdaughterThread;//线程函数声明DWORDWINAPIfather(LPVOIDIpParameter);DWORDWINAPImother(LPVOIDIpParameter);DWORDWINAPIdaughter(LPVOIDIpParameter);DWORDWINAPIson(LPVOIDIpParameter);intmain(){//创建信号量EmptyPlate=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);//盘子Apple=CreateSemaphore(NULL,0,1,NULL);//苹果orange=CreateSemaphore(NULL,0,1,NULL);//桔子//创建线程fatherThread=CreateThread(NULL,0,father,NULL,0,NULL);motherThread=CreateThread(NULL,0,mother,NULL,0,NULL);daughterThread=CreateThread(NULL,0,daughter,NULL,0,NULL);sonThread=CreateThread(NULL,0,son,NULL,0,NULL);//等线程的结束WaitForSingleObject(fatherThread,INFINITE);WaitForSingleObject(motherThread,INFINITE);WaitForSingleObject(daughterThread,INFINITE);WaitForSingleObject(sonThread,INFINITE);//关闭线程句柄CloseHandle(fatherThread);CloseHandle(motherThread);CloseHandle(daughterThread);CloseHandle(sonThread);//关闭信号量句柄CloseHandle(EmptyPlate);CloseHandle(Apple);CloseHandle(orange);return0;}//父亲线程函数DWORDWINAPIfather(LPVOIDIpParameter){for(inti=0;i5;++i){WaitForSingleObject(EmptyPlate,INFINITE);//P操作//开始临界区cout\nFather往盘中放一个水果\n;//结束临界区ReleaseSemaphore(Apple,1,NULL);//V操作}return0;}//母亲线程函数DWORDWINAPImother(LPVOIDIpParmeter){for(inti=0;i5;++i){WaitForSingleObject(EmptyPlate,INFINITE);//P操作//开始临界区cout\nMother往盘中放一个桔子\n;//结束临界区ReleaseSemaphore(orange,1,NULL);//V操作}return0;}//女儿线程函数DWORDWINAPIdaughter(LPVOIDIpParameter){while(1){WaitForSingleObject(Apple,INFINITE);//p操作cout女儿吃苹果endl;ReleaseSemaphore(EmptyPlate,1,NULL);//v操作}return0;}//儿子线程函数DWORDWINAPIson(LPVOIDIpParameter){while(1){WaitForSingleObject(orange,INFINITE);//p操作cout儿子吃苹果endl;ReleaseSemaphore(EmptyPlate,1,NULL);//v操作}return0;}程序运行结果截图：运行结果分析：从运行结果可知父进程执行完后，女儿进程立即执行，这说明父进程跟女儿进程有时序关系，只有当父进程执行之后，女儿进程才会执行，女儿进程是父进程的子线程，他们具有同步关系，同理；母亲进程跟儿子进程，也是同步关系。源程序2/**作者：wwj时间：2012/4/12功能：实现生产者和消费者正常活动题目内容：生产者-消费者问题，是指两组进程共享一个环形的缓冲区。一组进程被称为生产者，另一组进程被称为消费者。缓冲池是由若干个（程序假设为4个）大小相等的缓冲区组成的，每个缓冲区可以容纳一个产品。生产者进程不断地将生产的产品放入缓冲池，消费者进程不断地将产品从缓冲池取出。用PV操作实现生产者和消费者的正常活动的程序题目分析：在生产者-消费者问题中，既存在进程同步问题，也存在着临界区的互斥问题。当缓冲区都满时，表示供大于求，生产者停止生产，进入等待状态，同时唤醒消费者；当缓冲区都空时，表示供不应求，消费者停止消费，唤醒生产者。这说明了，生产者和消费者存在同步关系。对于缓冲池，它显然是一个临界资源，所有的生产者和消费者都要使用它，而且都要改变它的状态，故对于缓冲池的操作必须是互斥的。*/#includeWindows.h#includeiostreamusingnamespacestd;constintn=4;//声明全局变量inti=0,j=0;//i和j分别指向缓冲区intbuffer[n];//缓冲池intItemP=0;//用来存放生产的产品intItemC=0;//用来存放消费的产品//声明句柄HANDLEmutex;//缓冲池信号量HANDLEempty;//空缓冲区信号量HANDLEfull;//满缓冲区信号量HANDLEpThread;//producer线程句柄HANDLEcThread;//consumer线程句柄//声明进程函数DWORDWINAPIproducer(LPVOIDIpParameter);DWORDWINAPIconsumer(LPVOIDIpParameter);intmain(){//创建信号量mutex=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);empty=CreateSemaphore(NULL,1,4,NULL);full=CreateSemaphore(NULL,0,4,NULL);cout市场运作开始。。。。。endl;//创建线程pThread=CreateThread(NULL,0,producer,NULL,0,NULL);cThread=CreateThread(NULL,0,consumer,NULL,0,NULL);//等待相应线程结束WaitForSingleObject(pThread,INFINITE);WaitForSingleObject(cThread,INFINITE);//关闭线程句柄CloseHandle(pThread);CloseHandle(cThread);//关闭信号量句柄CloseHandle(mutex);CloseHandle(empty);CloseHandle(full);cout整个市场运营结束。。。。endl;return0;}//producer线程函数的定义DWORDWINAPIproducer(LPVOIDIpParameter){for(intk=0;k5;k++){cout\nproducer生产一个产品endl;ItemP=ItemP+1;//增加一个产品WaitForSingleObject(empty,INFINITE);//P操作WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);cout\n把一个产品放入了一个空的缓冲区endl;buffer[i]=ItemP;//将产品放入缓冲区i=(i+1)%n;ReleaseSemaphore(mutex,1,NULL);//V操作ReleaseSemaphore(full,1,NULL);}return0;}DWORDWINAPIconsumer(LPVOIDIpParameter){for(intk=0;k5;k++){WaitForSingleObject(full,INFINITE);//P操作WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);ItemC=buffer[j];//将缓冲区里的产品取出，放入消费产品里头j=(j+1)%n;//j指向下一个满的缓冲区ReleaseSemaphore(mutex,1,NULL);//V操作ReleaseSemaphore(empty,1,NULL);cout\n消费者消费一个产品endl;ItemC=ItemC-1;//消费一个产品}return0;}程序运行截图如下：运行结果分析：从运行结果来看，整个市场运作有两种状态，一种状态是生产着连续生产两个产品，每生产一个产品后，立马把产品产品放入缓冲区，接着消费者消费产品；另一种状态是消费者先把缓冲区里面的产品消费，然后生产者把已经生产的产品放入缓冲区里；生产者和消费者即存在同步关系，又存在互斥关系，只是相对而言的，对于缓冲区来说，当缓冲区满的时候，只能由消费者消费产品，接着生产者才能把产品放入缓冲区；当缓冲区为空时，只能由生产者生产产品并把产品放入缓冲区，接着消费者才能消费产品；这两种关系都属于同步关系；对于缓冲池来说，缓冲池只有一个，生产者和消费者只能有一个使用它，并且他们不存在时序关系，到底是谁先使用，只能靠市场的调度和控制。