生成一段代码,当一个进程到达屏障的时候被屏障阻塞,当N个进程都到达屏障的时候,一起唤醒N个进程,使得N个进程一起开始进入下一个阶段的工作。 引入一个专门的进程来广播唤醒N个进程。由于Windows操作系统采用基于优先级的抢占式调度策略,因此该专门进程的优先级和其它N个进程的优先级需要区分高低。
时间: 2024-03-22 08:42:03 浏览: 67
山东大学操作系统课设lab3使用信号量解决N线程屏障问题
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下面是一段 C++ 代码,实现了屏障同步的功能,包括 N 个进程和一个专门进程来广播唤醒 N 个进程。其中,专门进程的优先级较高。
```cpp
#include <iostream>
#include <Windows.h>
using namespace std;
const int N = 5; // 进程数量
int count = 0; // 到达屏障的进程数
int state = 0; // 屏障状态,0表示未到达,1表示已到达
HANDLE mutex, barrier, turnstile; // 互斥量和信号量
DWORD WINAPI worker(LPVOID lpParam) {
// 获取互斥量
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
// 将计数器加1
count++;
if (count < N) {
// 如果还有进程没有到达屏障,则释放互斥量并等待barrier信号量
ReleaseMutex(mutex);
WaitForSingleObject(barrier, INFINITE);
} else {
// 如果所有进程都到达屏障,则将屏障状态设置为1,然后释放N次barrier信号量
state = 1;
for (int i = 0; i < N; i++) {
ReleaseSemaphore(barrier, 1, NULL);
}
}
// 释放互斥量
ReleaseMutex(mutex);
// 等待turnstile信号量
WaitForSingleObject(turnstile, INFINITE);
// 执行下一个阶段的工作
cout << "Worker " << GetCurrentThreadId() << " enters next stage." << endl;
// 释放turnstile信号量
ReleaseSemaphore(turnstile, 1, NULL);
return 0;
}
DWORD WINAPI broadcaster(LPVOID lpParam) {
// 设置专门进程的优先级较高
SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), HIGH_PRIORITY_CLASS);
SetThreadPriority(GetCurrentThread(), THREAD_PRIORITY_HIGHEST);
// 等待所有进程都到达屏障
while (count < N) {}
// 获取互斥量
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
if (state == 1) {
// 如果所有进程都到达屏障,则将屏障状态设置为0,并释放turnstile信号量
state = 0;
ReleaseSemaphore(turnstile, N, NULL);
}
// 释放互斥量
ReleaseMutex(mutex);
return 0;
}
int main() {
// 创建互斥量、信号量和线程
mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
barrier = CreateSemaphore(NULL, 0, N, NULL);
turnstile = CreateSemaphore(NULL, 1, N, NULL);
HANDLE hThreads[N + 1];
for (int i = 0; i < N; i++) {
hThreads[i] = CreateThread(NULL, 0, worker, NULL, 0, NULL);
}
hThreads[N] = CreateThread(NULL, 0, broadcaster, NULL, 0, NULL);
// 等待所有线程执行完毕
WaitForMultipleObjects(N + 1, hThreads, TRUE, INFINITE);
// 关闭句柄
CloseHandle(mutex);
CloseHandle(barrier);
CloseHandle(turnstile);
for (int i = 0; i < N + 1; i++) {
CloseHandle(hThreads[i]);
}
return 0;
}
```
这段代码创建了 N 个进程和一个专门进程,使用 CreateMutex、CreateSemaphore 和 CreateThread 函数创建互斥量、信号量和线程。在每个进程中,使用 WaitForSingleObject、ReleaseMutex、WaitForSingleObject 和 ReleaseSemaphore 函数实现了屏障同步。在专门进程中,使用 while 循环等待所有进程都到达屏障,然后使用 WaitForSingleObject、ReleaseSemaphore 函数广播唤醒 N 个进程。最后使用 WaitForMultipleObjects 函数等待所有线程执行完毕,并使用 CloseHandle 函数关闭句柄。
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