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计算机科学与技术学院实验报告：3

实验题目：信号量同步问题 日期：2010-11-10 姓名： 实验目的： 在本次实验中，通过使用信号量，在原有的程序框架的基础上添加关键代码实现生产者/消费者同步问题。从而深入理解Nachos的信号量的使用以及实现，生产者/消费者问题是如何用信号量实现的以及 在Nachos中是如何创建线程，实现多线程。 硬件环境： 软件环境： Linux 实验步骤： 1.首先初始化三个信号量，代码如下： mutex = new Semaphore(\信号量初始化为1，才能起到加锁功能 nfull = new Semaphore(\的大小在生产者没生产前为0 nempty = new Semaphore(\的大小应该为buffer的大小 2.首先考虑生产者进程，首先要查看buffer是否有空, nempty->P();if nempty>0,nempty=nempty -1，当对缓冲区操作时必须要加锁：mutex->P();加锁. 然后向ring中放入message信息，其次还要解锁mutex->V();解锁.最后通知消费者buffer有新信息, nfull->V();nfull=nfull+1；具体实现代码如下： 3. 考虑消费者进程，像生产者进程一样，查看buffer中是否有信息 nfull->P();if nfull>0,nfull-1；取消息时也要上锁，即：mutex->P();加锁. 然后从ring buffer中取出信息；其次mutex->V();解锁；最后通知生产者bufferr有空nempty->V();nempty=nempty+1，具体代码如下： 4. 创建线程生成一个生产者的代码： producers[i] = new Thread(prod_names[i]); producers[i] -> Fork(Producer,i); 4. 创建线程生成一个消费者的代码： producers[i] = new Thread(prod_names[i]); producers[i] -> Fork(Producer,i); 关键代码： void Producer(_int which) { int num; slot *message = new slot(0,0); for (num = 0; num < N_MESSG ; num++) { //这是消息创建的代码 message->thread_id=which; message->value=num; //p,v 操作 nempty->P(); mutex->P(); ring->Put(message); //p,v 操作 mutex->V(); nfull->V(); } } void Consumer(_int which) { char str[MAXLEN]; char fname[LINELEN]; int fd; slot *message = new slot(0,0); sprintf(fname, \ // create a file. Note that this is a UNIX system call. if ( (fd = creat(fname, 0600) ) == -1) { for (; ; ) { // p,v,操作 nfull->P(); mutex->P(); perror(\Exit(1); } ring->Get(message); // p,v,操作 mutex->V(); nempty->V(); // form a string to record the message sprintf(str,\ message->thread_id, message->value); //把信息写入文件 if ( write(fd, str, strlen(str)) == -1 ) { } //---------------------------------------------------------------------- // ProdCons // 初始化信号量以及需要的生产者消费者线程 //---------------------------------------------------------------------- void ProdCons() { int i; DEBUG('t', \ // 初始化信号量，包括一个访问互斥信号量，初值为1； //一个nempty信号量，初值为缓冲区的大小 //一个nfull的信号量，初值为0 mutex=new Semaphore(\ nempty=new Semaphore(\ nfull=new Semaphore(\ // 新建一个缓冲区 ring=new Ring(BUFF_SIZE+1); perror(\ Exit(1); } }