1.生产者/消费者模型为依据,在Windows环境下创建一个控制台进程,在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者,实现进程(线程)的同步与互斥.先初始化缓冲区长度为6:typedef int buffer_item;#define BUFFER_SIZE 6 2.创建三个信号量:mutex信号量,作为互斥信号量,用于互斥的访问缓冲区; full信号量,判断缓冲区是否有值,初值为0; empty信号量,判断缓冲区是否有空缓冲区,初值为缓冲区数。 3.缓冲将会被用于两个函数:insert_item()和remove_item()。 4.编写两个函数:DWORD WINAPI producer(void *param)和DWORD WINAPI consumer(void *param),随机函数rand()产生随机数。 5.编写main()函数,主要功能是: int main(int argc, char *argv[]) { /1. Get command line arguments argv[1], argv[2], argv[3]/ /2. Initialize buffer/ /3. Create producer threads(s)/ /4. Create consumer threads(s)/ /5. Sleep/ /6.Exit/ } 6.打印出相应结果。

时间: 2023-06-17 12:05:44 浏览: 160
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生产者与消费者 进程的同步与互斥模拟

star5星 · 资源好评率100%
以下是一个可能的实现,注意代码中的注释: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <windows.h> #define BUFFER_SIZE 6 typedef int buffer_item; // 三个信号量,mutex信号量用于互斥的访问缓冲区,full信号量用于判断缓冲区是否有值,empty信号量用于判断缓冲区是否有空缓冲区 HANDLE mutex, full, empty; // 缓冲区和指向缓冲区的指针 buffer_item buffer[BUFFER_SIZE]; int in = 0, out = 0; // 插入一个item到缓冲区中,如果成功返回0,否则返回-1 int insert_item(buffer_item item) { WaitForSingleObject(empty, INFINITE); // 判断是否有空缓冲区可用 WaitForSingleObject(mutex, INFINITE); // 互斥地访问缓冲区 buffer[in] = item; in = (in + 1) % BUFFER_SIZE; ReleaseSemaphore(mutex, 1, NULL); // 解除互斥访问缓冲区 ReleaseSemaphore(full, 1, NULL); // 增加full信号量 return 0; } // 从缓冲区中取出一个item,如果成功返回0,否则返回-1 int remove_item(buffer_item *item) { WaitForSingleObject(full, INFINITE); // 判断是否有值可用 WaitForSingleObject(mutex, INFINITE); // 互斥地访问缓冲区 *item = buffer[out]; out = (out + 1) % BUFFER_SIZE; ReleaseSemaphore(mutex, 1, NULL); // 解除互斥访问缓冲区 ReleaseSemaphore(empty, 1, NULL); // 增加empty信号量 return 0; } // 生产者线程 DWORD WINAPI producer(LPVOID lpParam) { buffer_item item; while (1) { Sleep(rand() % 5000); // 随机等待一段时间 item = rand() % 100; if (insert_item(item) != 0) { printf("Error: Failed to insert item\n"); } else { printf("Producer produced %d\n", item); } } return 0; } // 消费者线程 DWORD WINAPI consumer(LPVOID lpParam) { buffer_item item; while (1) { Sleep(rand() % 5000); // 随机等待一段时间 if (remove_item(&item) != 0) { printf("Error: Failed to remove item\n"); } else { printf("Consumer consumed %d\n", item); } } return 0; } int main(int argc, char *argv[]) { int i, n_producer, n_consumer; DWORD *producer_ids, *consumer_ids; HANDLE *producers, *consumers; if (argc != 4) { printf("Usage: %s <sleep time> <# producer threads> <# consumer threads>\n", argv[0]); return -1; } srand(time(NULL)); // 随机数种子初始化 // 初始化信号量 mutex = CreateSemaphore(NULL, 1, 1, NULL); full = CreateSemaphore(NULL, 0, BUFFER_SIZE, NULL); empty = CreateSemaphore(NULL, BUFFER_SIZE, BUFFER_SIZE, NULL); // 获取命令行参数 int sleep_time = atoi(argv[1]); n_producer = atoi(argv[2]); n_consumer = atoi(argv[3]); // 创建线程 producer_ids = (DWORD*)malloc(n_producer * sizeof(DWORD)); consumer_ids = (DWORD*)malloc(n_consumer * sizeof(DWORD)); producers = (HANDLE*)malloc(n_producer * sizeof(HANDLE)); consumers = (HANDLE*)malloc(n_consumer * sizeof(HANDLE)); for (i = 0; i < n_producer; i++) { producer_ids[i] = i; producers[i] = CreateThread(NULL, 0, producer, &producer_ids[i], 0, NULL); } for (i = 0; i < n_consumer; i++) { consumer_ids[i] = i; consumers[i] = CreateThread(NULL, 0, consumer, &consumer_ids[i], 0, NULL); } // 等待线程结束 Sleep(sleep_time); for (i = 0; i < n_producer; i++) { TerminateThread(producers[i], 0); } for (i = 0; i < n_consumer; i++) { TerminateThread(consumers[i], 0); } // 释放资源 CloseHandle(mutex); CloseHandle(full); CloseHandle(empty); free(producer_ids); free(consumer_ids); free(producers); free(consumers); return 0; } ``` 该程序创建了n个生产者线程和n个消费者线程,它们通过缓冲区进行同步和互斥访问。每个生产者线程随机地等待一段时间后,生成一个随机数并插入到缓冲区中;每个消费者线程也随机地等待一段时间后,从缓冲区中取出一个值并打印出来。通过信号量的控制,保证了缓冲区的同步和互斥访问。
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