创建5个进程,其中两个进程为生产者进程,3个进程为消费者进程。一个生产者进程试图不断地在一个缓冲中写入大写字母,另一个生产者进程试图不断地在缓冲中写入小写字母。3个消费者不断地从缓冲中读取一个字符并输出。为了使得程序的输出易于看到结果,仿照的实例程序,分别在生产者和消费者进程的合适的位置加入一些随机睡眠时间。
时间: 2024-03-14 20:47:32 浏览: 7
以下是一个简单的实现该需求的程序,使用信号量和共享内存实现进程间通信:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#define BUFFER_SIZE 10
// 定义信号量和共享内存的键值
#define SEM_KEY 1234
#define SHM_KEY 5678
// 定义信号量的编号
#define MUTEX 0
#define FULL 1
#define EMPTY 2
// 定义信号量操作函数
void sem_wait(int semid, int semnum) {
struct sembuf sb = {semnum, -1, 0};
semop(semid, &sb, 1);
}
void sem_signal(int semid, int semnum) {
struct sembuf sb = {semnum, 1, 0};
semop(semid, &sb, 1);
}
int main() {
// 创建信号量和共享内存
int semid = semget(SEM_KEY, 3, IPC_CREAT | 0666);
int shmid = shmget(SHM_KEY, BUFFER_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
char *buffer = shmat(shmid, NULL, 0);
// 初始化信号量
semctl(semid, MUTEX, SETVAL, 1);
semctl(semid, FULL, SETVAL, 0);
semctl(semid, EMPTY, SETVAL, BUFFER_SIZE);
// 创建生产者进程1
if (fork() == 0) {
while (1) {
// 随机睡眠一段时间
usleep(rand() % 1000000);
sem_wait(semid, EMPTY);
sem_wait(semid, MUTEX);
// 写入大写字母
int index = rand() % BUFFER_SIZE;
buffer[index] = 'A' + rand() % 26;
printf("Producer1 produced %c\n", buffer[index]);
sem_signal(semid, MUTEX);
sem_signal(semid, FULL);
}
}
// 创建生产者进程2
if (fork() == 0) {
while (1) {
// 随机睡眠一段时间
usleep(rand() % 1000000);
sem_wait(semid, EMPTY);
sem_wait(semid, MUTEX);
// 写入小写字母
int index = rand() % BUFFER_SIZE;
buffer[index] = 'a' + rand() % 26;
printf("Producer2 produced %c\n", buffer[index]);
sem_signal(semid, MUTEX);
sem_signal(semid, FULL);
}
}
// 创建消费者进程1
if (fork() == 0) {
while (1) {
// 随机睡眠一段时间
usleep(rand() % 1000000);
sem_wait(semid, FULL);
sem_wait(semid, MUTEX);
// 读取并输出字符
int index = rand() % BUFFER_SIZE;
char c = buffer[index];
printf("Consumer1 consumed %c\n", c);
sem_signal(semid, MUTEX);
sem_signal(semid, EMPTY);
}
}
// 创建消费者进程2
if (fork() == 0) {
while (1) {
// 随机睡眠一段时间
usleep(rand() % 1000000);
sem_wait(semid, FULL);
sem_wait(semid, MUTEX);
// 读取并输出字符
int index = rand() % BUFFER_SIZE;
char c = buffer[index];
printf("Consumer2 consumed %c\n", c);
sem_signal(semid, MUTEX);
sem_signal(semid, EMPTY);
}
}
// 创建消费者进程3
if (fork() == 0) {
while (1) {
// 随机睡眠一段时间
usleep(rand() % 1000000);
sem_wait(semid, FULL);
sem_wait(semid, MUTEX);
// 读取并输出字符
int index = rand() % BUFFER_SIZE;
char c = buffer[index];
printf("Consumer3 consumed %c\n", c);
sem_signal(semid, MUTEX);
sem_signal(semid, EMPTY);
}
}
// 等待子进程结束
wait(NULL);
// 删除信号量和共享内存
semctl(semid, 0, IPC_RMID);
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
return 0;
}
```
该程序创建了5个进程,其中两个为生产者进程,三个为消费者进程。生产者进程1不断地在缓冲中写入大写字母,生产者进程2不断地在缓冲中写入小写字母。消费者进程不断地从缓冲中读取一个字符并输出。为了使得程序的输出易于看到结果,程序中在生产者和消费者进程的合适位置加入了随机睡眠时间。程序使用信号量和共享内存实现进程间通信。其中,信号量用于同步和互斥,共享内存用于存储缓冲区。