操作系统课程设计__用多线程同步方法解决生产者

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1、临界区管理实现本组组员：周琪皓，董泉伟，钟佳锋，张倬慎0引言随着多处理机体系结构的演变和分布式与并行系统的发展，并发多任务的程序设计技术已愈来愈显得重要，多线程设计模式在这些技术的发展中起着重要作用。在现代操作系统中，利用进(线)程间的并发性实现程序中并发成分的并行执行，可大大提高系统的处理能力和效率，但也可能带来诸如执行结果的不确定性等不良现象，因此并发系统中处理好进(线)程间的互斥与同步就显得至关重要。C++语言中的多线程机制是解决线程间的互斥与同步问题的重要工具，其应用(如网络多媒体应用、工业自动化控制等)很广泛，很复杂且常易出错。因此在应用程序设计过程中，要考虑多个线程如何同步使

2、用进程的共享资源，如何让一个线程与另一个线程协调合作，以免产生线程间的访问冲突。语言提供的多线程机制能有避免同一共享互斥资源被多个线程同时访问，维护数据的一致性、安全性。生产者/消费者问题可作为并发进程的同步和互斥问题的一个抽象模型，广泛应用于通信和控制系统中。本文基于C++语言中的多线程机制，实现操作系统中生产者/消费者问题，以助人们更好地透解同步概念及其实现方法。1课程设计目的通过模拟操作者生产者经典问题的实现，以及关于信号量和互斥锁对于多线程的运用，深入理解操作系统中多线程同步法的理论知识,加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,

3、提高综合运用各专业课知识的能力。2课程设计题目和要求2.1课程设计题目题目:临界区管理实现.2.2课程设计目的与要求初始条件：1.操作系统：Windows2.程序设计语言：C++语言3.有界缓冲区内设有20个存储单元，其初值为0。放入／取出的数据项按增序设定为1－20这20个整型数。技术要求：1、生产者和消费者各有两个以上。多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码。每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的全部内容，当前指针位置。2、编写多线程同步方法解决生产者-消费者的程序，并完成对进程进行模拟同步和互斥的控制。2设计总体思路2.1多线程编程思想

4、编写Windows下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h以及windows.h.在LINUX下进行多线程编程首先要用到CreateThread()这个函数.函数CreateThread()用来创建一个线程，它的原型为：　　HANDLECreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,//pointertosecurityattributesDWORDdwStackSize,//initialthreadstacksizeLPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,//pointertothre

5、adfunctionLPVOIDlpParameter,//argumentfornewthreadDWORDdwCreationFlags,//creationflagsLPDWORDlpThreadId);//pointertoreceivethreadID第一个参数是指向SECURITY_ATTRIBUTES型态的结构的指针。在Windows98中忽略该参数。在WindowsNT中，它被设为NULL。第二个参数是用于新线程的初始堆栈大小，默认值为0。在任何情况下，Windows根据需要动态延长堆栈的大小。第三个参数是指向线程函数的指标。函数名称没有限制，但是必须以下列形式声明：DW

6、ORDWINAPIThreadProc(PVOIDpParam);第四个参数为传递给ThreadProc的参数。这样主线程和从属线程就可以共享数据。第五个参数通常为0，但当建立的线程不马上执行时为旗标CREATE_SUSPENDED。线程将暂停直到呼叫ResumeThread来恢复线程的执行为止。第六个参数是一个指标，指向接受执行绪ID值的变量。2.1.1线程数据在单线程的程序里，有两种基本的数据：全局变量和局部变量。但在多线程程序里，还有第三种数据类型：线程数据。它和全局变量很象，在线程内部，各个函数可以象使用全局变量一样调用它，但它对线程外部的其它线程是不可见的。这种数据的必要性是显

7、而易见的。例如我们常见的变量errno，它返回标准的出错信息。它显然不能是一个局部变量，几乎每个函数都应该可以调用它；但它又不能是一个全局变量，否则在A线程里输出的很可能是B线程的出错信息。ThreadHandle[0]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producer1)其六个参数分别表示为安全设置，堆栈大小，入口函数，函数参数，启动选项，输出线程ID，返回线程句柄。2.1.2互斥锁互斥锁