操作系统实验一-进程同步
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操作系统实验一 进程同步
1 实验一 进程同步
一、实验目的：
分析进程的同步与互斥现象，编程实现经典的进程同步问题——生产者与消费者问题的模拟，进一步加深对进程同步与互斥的理解。
二、实验内容：
用C语言实现对生产者与消费者问题的模拟。
实验原理：
生产者和消费者是经典的进程同步问题，在这个问题中，生产者不断的向缓冲区中写入数据，而消费者则从缓冲区中读取数据。生产者进程和消费者对缓冲区的操作是互斥，即当前只能有一个进程对这个缓冲区进行操作，生产者进入操作缓冲区之前，先要看缓冲区是否已满，如果缓冲区已满，则它必须等待消费者进程将数据取出才能写入数据，同样的，消费者进程从缓冲区读取数据之前，也要判断缓冲区是否为空，如果为空，则必须等待生产者进程写入数据才能读取数据。
三、实验准备：
1. 实现步骤：
（1）分析计算机系统中对资源的分配与释放过程：计算机系统中的每个进程都可以消费或生产某类资源。当系统中某一进程使用某一资源时，可以看作是消耗，且该进程称为消费者。而当某个进程释放资源时，则它就相当一个生产者。
（2）定义生产者消费者问题中的各数据结构，并初始化信号量；
（3）创建生产者与消费者进程，利用信号量实现生产者与消费者之间的同步与互斥；最后编程实现。
2. 相关函数：
在实现的过程中需要用到以下API函数：
（1）CreateThread（）//该函数创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程。若线程创建成功，将返回该线程的句柄。
函数原型：
HANDLE CreateThread (
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, //描述安全性，用NULL表示使用缺省值
DWORD dwStackSize, //新线程拥有自己的堆栈，0表示使用缺省值1MB，推荐
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, //新线程的起始地址，放线程函数名称
LPVOID lpParameter，//此值被传送到线程函数去作为参数
DWORD dwCreationFlags,//允许产生一个暂时挂起的线程，默认是0立即开始执行
LPDWORD lpThreadld );//新线程的ID被传到这
用法举例：
hHandle1 = CreateThread( (LPSECURITY_ATTRIBUTES) NULL, 操作系统实验一 进程同步
2 0,
(LPTHREAD_START_ROUTINE) ThreadName1,
(LPVOID) NULL,
0, &dwThreadID1 );
（2）CreateMutex（）函数 可用来创建一个有名或无名的互斥量对象，函数返回值为互斥对象的句柄。其函数原型为：
HANDLE CreateMutex(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, // 指向安全属性的指针，为NULL时，信号量得到一个默认的安全描述
BOOL bInitialOwner, // 初始化互斥对象的所有者
LPCTSTR lpName); // 指向互斥对象名
用法举例：
handle g_hMutex;
g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,”mutexname1”);
（3）ReleaseMutex（）该函数放弃指定互斥对象的拥有权。每使用一次，MUTEX引用计数自加1；
函数原型：
BOOL ReleaseMutex(
HANDLE hMutex //想要释放的信号量句柄
)；
HANDLE hHandle1=NULL;
BOOL rc;
rc = ReleaseMutex(hHandle1);
（4）CreateSemaphore（）是创建信号量，返回信号量对象的句柄。其函数原型为：
HANDLE CreateSemaphore(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, // 安全属性指针
LONG lInitialCount, // 初始计数
LONG lMaximumCount, // 最大计数
LPCTSTR lpName // 对象名
);
用法举例：
static HANDLE hHandle1=NULL;
hHandle1=CreateSemaphore(NULL,0,1,"SemaphoreName1");
（5）ReleaseSemaphore（）是增加信号量
BOOL ReleaseSemaphore( 操作系统实验一 进程同步
3 HANDLE hSemaphore, // 信号量句柄
LONG lReleaseCount, // 计数递增数量
LPLONG lpPreviousCount // 先前计数
);
用法举例：
HANDLE hHandle1=NULL;
BOOL rc;
rc=ReleaseSemaphore(hHandle1,1,NULL);
（6）WaitForSingleObject 函数功能：（用来检测handle事件的信号状态）当如下情况之一发生时该函数返回：指定对象处于信号态；超时。
函数原型：
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hHandle，//等待对象的线程HANDLE，或者仅仅是一个句柄，如信号量
DWORD dwMilliseconds //如果输入INFINITE，则无穷等待，直到HANDLE激活为止
)；
用法举例：
static HANDLE hHandle1=NULL;
DWORD dRes,;
dRes=WaitForSingleObject(hHandle1,INFINITE);
（7）Sleep函数功能：该函数对于指定的时间间隔挂起当前的执行线程。
函数原型：
VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds)；
//里面填入要挂起的时间间隔，以毫秒为单位
四、实验过程：
1. 源代码：
2. 运行界面：
五、实验心得： 操作系统实验一 进程同步
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