操作系统实验报告 三大 问题之生产者与消费者问题.pdf

计算机操作系统实验报告

题目三大经典问题之生产者与消费者问题

一、课程设计的性质与任务

1、加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解。通过编写程序实现进

程同步和互斥，使学生掌握有关进程（线程）同步与互斥的原理，

以及解决进程（线程）同步和互斥的算法，从而进一步巩固进程

（线程）同步和互斥等有关的内容。

2、掌握进程和线程的概念，进程（线程）的控制原语或系统调用

的使用。

3、了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制，线程间的同

步和互斥。学习使用Windows2000/XP中基本的同步对象，掌握相

应的

API函数。

4、培养学生能够独立进行知识综合，独立开发较大程序的能力。

5、培养提高学生软件开发能力和软件的调试技术。

6、培养学生开发大型程序的方法和相互合作的精神。

7、培养学生的创新意识。

8、培养学生的算法设计和算法分析能力。

9、培养学生对问题进行文字论述和文字表达的能力。

二、课程设计的内容及其要求

在Windows?XP、Windows?2000等操作系统下，使用的VC、

VB、Java或C等编程语言，采用进程（线程）同步和互斥的技术

编写程序实现生产者消费者问题或哲学家进餐问题或读者-写者

问题或自己设计一个简单进程（线程）同步和互斥的实际问题。

要求：（1）经调试后程序能够正常运行。

（2）采用多进程或多线程方式运行，体现了进程（线程）

同步互斥的关系。

（3）程序界面美观。

三、实验原理

本实验要求利用PV操作实现解决生产者——消费者问题中

的同步问题。此问题描述的是一群生产者进程在生产产品并将这

些产品提供给消费者进程去消费，在两者之间设置了一个具有n

个缓冲区的缓冲池，生产者进程将它所生产的产品放入一个缓冲

区，消费者进程可从缓冲区中取走产品去消费，但它们之间必须

保持同步，即不允许消费者进程到一个空缓冲区去取产品，也不

允许生产者进程向一个已装满且尚未取出的缓冲区中投放产品，

并且生产者消费者互斥使用缓冲区。

四、实验原理图

五、算法实现

（1）有一个生产者线程ProduceThread，有1个消费者进程

CustomerThread；缓冲区为shareList。

（2）使用线程同步：用synchonized关键字（加锁）使得一个时间内只

能有一个线程得到执行，另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块

以后才能执行该代码块；wait()让线程进入等待状态；notify（）函数唤

醒一个处于等待状态的线程。

（3）程序运行流程图如下：（如不在外部中断，程序将一直循环运行）

生产者消费者

仓库是否

生产者生产

消费者等待消费者消费

生产者等待

唤醒消费者

唤醒生产者

六、源代码

package操作系统;

/*

*产品类

*/

publicclassGoods{

intid;

Stringname;

publicStringtoString(){

returnreturn

}

}

package操作系统;

*消费者线程：有产品时可以取出，无产品时等待

*/

publicclassCustomerThreadextends