用c语言写一个时间片轮转调度算法与进程同步 (以生产者消费者问题为例) 结合设计一种时间片轮转调度算法从进程就绪队列(可以假定队列中只有生产者和消费者)中选择一个生产者进程或消费者进程进行相关生产或者消费活动。
时间: 2024-02-22 19:58:53 浏览: 78
好的,我会尽力回答你的问题。首先,时间片轮转调度算法是一种基于时间片的调度算法,它将进程按照先来先服务的原则排队,每个进程被分配一个时间片,在时间片用完之前,如果该进程还没有完成,则该进程被放回就绪队列的末尾,等待下一轮调度。这种算法可以保证每个进程都能获得一定的CPU时间,从而避免某些进程一直占用CPU资源的情况。
在C语言中,可以用一个循环来模拟时间片轮转调度算法的过程。首先,需要定义一个进程结构体,包含进程ID、进程状态、进程优先级、进程需要执行的时间等信息。然后,将所有进程按照优先级从高到低依次加入就绪队列。在循环中,每次取出队头进程,执行一定的时间片,如果该进程还没有执行完,则将其放回队列末尾。同时,如果有新的进程加入就绪队列,则将其插入到队列的末尾。
下面是一个简单的时间片轮转调度算法的代码示例:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define TIME_QUANTUM 10 // 时间片大小
typedef enum { READY, RUNNING, TERMINATED } process_status;
typedef struct process {
int id;
process_status status;
int priority;
int remaining_time;
struct process *next;
} process;
process *ready_queue = NULL; // 就绪队列
// 创建进程
process *create_process(int id, int priority, int time) {
process *p = (process*) malloc(sizeof(process));
p->id = id;
p->status = READY;
p->priority = priority;
p->remaining_time = time;
p->next = NULL;
return p;
}
// 将进程插入到队列末尾
void enqueue_process(process *p) {
if (ready_queue == NULL) {
ready_queue = p;
} else {
process *q = ready_queue;
while (q->next != NULL) {
q = q->next;
}
q->next = p;
}
}
// 从队列头部取出进程
process *dequeue_process() {
if (ready_queue == NULL) {
return NULL;
} else {
process *p = ready_queue;
ready_queue = ready_queue->next;
p->next = NULL;
return p;
}
}
// 时间片轮转调度算法
void schedule() {
process *running_process = NULL;
while (ready_queue != NULL) {
running_process = dequeue_process();
running_process->status = RUNNING;
printf("Running process %d...\n", running_process->id);
running_process->remaining_time -= TIME_QUANTUM;
if (running_process->remaining_time > 0) {
running_process->status = READY;
enqueue_process(running_process);
} else {
running_process->status = TERMINATED;
printf("Process %d terminated.\n", running_process->id);
}
}
}
// 生产者消费者问题
int buffer[10];
int in = 0, out = 0;
void producer() {
int item = rand() % 100; // 生产一个随机数
while (((in + 1) % 10) == out) ; // 等待缓冲区不满
buffer[in] = item;
in = (in + 1) % 10;
printf("Producer produced item %d.\n", item);
}
void consumer() {
int item;
while (in == out) ; // 等待缓冲区不空
item = buffer[out];
out = (out + 1) % 10;
printf("Consumer consumed item %d.\n", item);
}
// 主函数
int main() {
srand(time(NULL));
// 创建生产者和消费者进程
process *producer_p = create_process(1, 1, 0);
process *consumer_p = create_process(2, 1, 0);
// 将进程加入就绪队列
enqueue_process(producer_p);
enqueue_process(consumer_p);
// 时间片轮转调度
schedule();
// 生产者消费者问题
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if (i % 2 == 0) {
producer();
} else {
consumer();
}
}
return 0;
}
```
以上是一个简单的时间片轮转调度算法的示例代码,同时结合了生产者消费者问题的实现。在生产者消费者问题中,生产者进程随机生产一个数字,并将其放入缓冲区中,而消费者进程则从缓冲区中取出一个数字进行消费。通过时间片轮转调度算法的实现,可以保证生产者和消费者进程交替执行,从而避免了缓冲区出现溢出或者空的情况。
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