山东大学操作系统实验五.doc

. . 软件学院操作系统实验报告 实验题目： 实验五、进程互斥实验 学号：201100300124 日期：2013年05月20日 班级：5班 姓名：韩俊晓 Email： hanjunxiao188@ 实验目的： 进一步研究和实践操作系统中关于并发进程同步与互斥操作的一些经典问题的解法.加深对于非对称性互斥问题有关概念的理解。观察和体验非对称性互斥问题的并发控制方法。进一步了解Linux系统中IPC进程同步工具的用法.训练解决对该类问题的实际编程、调试和分析问题的能力。 实验要求： 理发店问题：假设理发店的理发室中有3个理发椅子和3个理发师.有一个可容纳4个顾客坐等理发的沙发。此外还有一间等候室.可容纳13位顾客等候进入理发室。顾客如果发现理发店中顾客已满（超过20人）.就不进入理发店。 在理发店内.理发师一旦有空就为坐在沙发上等待时间最长的顾客理发.同时空出的沙发让在等候室中等待时间最长的的顾客就坐。顾客理完发后.可向任何一位理发师付款。但理发店只有一本现金登记册.在任一时刻只能记录一个顾客的付款。理发师在没有顾客的时候就坐在理发椅子上睡眠。理发师的时间就用在理发、收款、睡眠上。 请利用linux系统提供的IPC进程通信机制实验并实现理发店问题的一个解法。 硬件环境： 实验室计算机 软件环境： Ubuntu08.4－Linux操作系统 BASH_VERSION=3.2.33(1)-release gcc version 4.1.2 gedit 2.18.2 OpenOffice 2.3 实验步骤： 实验思路：（1）对于理发师进程可以创建两个子进程.这样父子进程就构成了三个理发师.控制对顾客的理发过程.同时对账本采用互斥记账方法（2）对于消费者进程.则创建四个消息队列.分别为sofa_quest,sofa_respond,wait_quest,wait_respond,分别响应不同的信号请求.打印不同的信息。 1.实验说明： 在linux系统中可以利用进程间通信（interprocess communication ）IPC中的3个对象：共享内存、信号灯数组、消息队列.来解决协作并发进程间的同步与互斥的问题。 1）共享内存是OS内核为并发进程间交换数据而提供的一块内存区（段）。如果段的权限设置恰当.每个要访问该段内存的进程都可以把它映射到自己私有的地址空间中。如果一进程更新了段中数据.那么其他进程立即会看到这一更新。进程创建的段也可由另一进程读写。 linux中可用命令ipcs -m 观察共享内存情况。 $ ipcs -m ------SharedMemory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0327682 student 600 393216 2 dest 0360451 student 600 196608 2 dest 0393220 student 600 196608 2 dest key共享内存关键值 shmid共享内存标识 owner共享内存所由者（本例为student） perm共享内存使用权限(本例为student可读可写） byte共享内存字节数 nattch共享内存使用计数 status共享内存状态上例说明系统当前已由student建立了一些共享内存,每个都有两个进程在共享。 2)信号灯数组是OS内核控制并发进程间共享资源的一种进程同步与互斥机制。linux中可用命令ipcs -s 观察信号灯数组的情况。 $ ipcs -s ------SemaphoreArrays -------- key semid owner perms nsems 0000000 163844 apache 600 1 0x4d00f259 294920 beagleind 600 8 0425995 student 644 1 semid信号灯的标识号 nsems信号灯的个数 其他字段意义同以上共享内存所述。 上例说明当前系统中已经建立多个信号灯。其中最后一个标号为425996是由student建立的,它的使用权限为644.信号灯数组中信号灯个数为