生产者与消费者实验报告

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1、一、实验目的利用Windows提供的API函数，编写程序，解决生产者与消费者问题，实现进程的互斥与同步。二、实验内容本实验耍求设计在同一个进程地址空间内执行的两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费荠线程从缓冲区屮获得物品，然后释放缓冲区。生产者线程生产物品时，若无空缓冲区可用，生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲IX;消费者线程消费物品时，若缓冲区为空，消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。生产者和消费者使用N个不同的缓冲区（N为一个确定的数值，例如N=32）。需要使用如下信号量：一

2、个互斥信号量，用以阻止生产者线程和消费者线程同时操作缓冲区列表；一个信号量，当生产者线程生产出一个物品吋可以用它向消费者线程发出信号；一个信号量，消费者线程释放出一个空缓冲区时可以用它向生产者线程发出信号；三、实验步骤1.创建信号量根据题目的要求，首先创建信号量。木次实验共需使用三个信号量：一个用以阻止生产者线程和消费者线程同时操作缓冲区列表的互斥信号量，一个当生产者线程生产出一个物品时可以用它向消费者线程发出信号的信号量以及一个消费者线程释放出一个空缓冲区时可以用它向生产者线程发出信号的信号量。使用Windows提供的CreateSema

3、phore函数和CreateMutex创建一个新的信号量。CreateSemaphore函数原型：HANDLECreateSemaphore{LPSECURITY_ATTRIBUTESIpSemaphoreAttributes,LONGllnitialCount,LONGIMaximumCount,LPCTSTRlpName}；如执行成功，返回信号量对象的句柄；零表示出错。本程序所使用的该函数屮各参数的解释：1.IpSemaphoreAttributesSECURITY_ATTRIBUTES,指定一个SECURITY_ATTRIBUTES结

4、构，或传递零值,表示采用不允许继承的默认描述符。该参数定义了信号量的安全特性。2.llnitialCount设置信号量的初始计数。可设置零到lMaximumCount之间的一个值。3.IMaximumCount设置信号量的最大计数。4.1pName指定信号量对象的名称。可赋值为NULL。CreateMutex函数原型：HANDLECreateMutex{LPSECURITY_ATTRIBUTESlpMutexAttributes,BOOLblnitialOwner,LPCTSTRlpNamc};找出当前系统是否己经存在指定进程的实例。如果没

5、有则创建一个互斥体。CreateMutex函数可用来创建一个有名或无名的互斥量对象。本程序所使用的该函数屮各参数的解释：1.lpMutexAttributes指定一个SE⑶RITY_ATTRIBUTES结构，或传递零值表示使用不允许继承的默认描述符。2.blnitialOwner如创建进程希望立即拥有互斥体，则设为TRUE。一个互斥体冋吋只能由一个线程拥有。3.lpNameString指定互斥体对象的名字。1.创建线程使用丫Windows提供的CrcatcThrcad函数来创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程。函数原型HANDLCrea

6、teThread{LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThrcadAttributcs,DWORDdwStackSize,LPTHREAD_START_ROUTINEIpStartAddress,LPV01DIpParameter,DWORDdwCrcationFlags,LPDWORDlpThreadld｝；CreateThread将在主线程的基础上创建一个新线程，大致做如下步骤：1.在内核对象中分配一个线程标识/句柄，可供管理，由CreateThread返回;2.把线程退出码置为STILL_ACTIVE,把线程挂起计数置1;3

7、.分配context结构，分配两页的物理存储以准备桟，保护页设置为PAGE_READWRITE,第2页设为PAGE_GUARD；4.IpStartAddr和lpvThread值被放在栈顶，使它们成为传送给StartOfThread的参数;5.把context结构的栈指针指向栈顶(第5步)指令指针指向startOfThread函数。本程序所使用的函数中各参数的解释：1.pThreadAttributes指向SECURITY_ATTRIBUTES型态的结构的指针。初始化为NULL使用默认安全性，不可以被子线程继承，否则需要定义一个结构体将它的b

8、TnheritHandle成员初始化为TRUE。2.dwStackSizc设置初始栈的大小，以字节为单位，如果初始值设为为0,那么默认将使用与调用该函数的线程相同的栈空间大小。任