理解调度:调度是什么意思?调度发生的时机?将示例程序中,生产者producer代码中的两个usleep语句注释掉,结果会是怎样?如何解释?
时间: 2024-05-21 10:13:54 浏览: 20
调度是指操作系统在多道程序环境中,为了解决资源竞争和提高系统效率,决定给哪个进程分配处理器和资源的过程。调度的发生时机主要有以下几种:进程创建、进程被唤醒、进程阻塞、进程终止。若将示例程序中生产者producer代码中的两个usleep语句注释掉,则会导致生产者一直占用CPU资源,消费者无法获得CPU时间片,程序将陷入死循环。这是因为生产者一直在运行,缓冲区没有空间,消费者无法将数据取出并消费。
相关问题
Windows系统中,使用vscode软件用C语言实现时间片轮转调度和生产者消费者问题的简易代码,并注释
以下是 Windows 系统中使用 VSCode 编写的 C 语言时间片轮转调度和生产者消费者问题的简易代码,并配有注释:
时间片轮转调度:
```c
#include <stdio.h>
int main() {
// 定义进程执行时间和时间片大小
int p[10],t,i,n,wt[10],tt[10],rem_bt[10],time_quantum;
// 输入进程数和时间片大小
printf("Enter the number of processes: ");
scanf("%d",&n);
printf("\nEnter the burst time for each process:\n");
// 获取各个进程的执行时间
for(i=0;i<n;i++) {
printf("P[%d]: ",i+1);
scanf("%d",&p[i]);
rem_bt[i]=p[i];
}
// 获取时间片大小
printf("\nEnter time quantum: ");
scanf("%d",&time_quantum);
// 执行时间轮转调度算法
for(t=0,i=0;n>0;) {
if(rem_bt[i]<=time_quantum && rem_bt[i]>0) {
t+=rem_bt[i];
rem_bt[i]=0;
}
else if(rem_bt[i]>0) {
rem_bt[i]-=time_quantum;
t+=time_quantum;
}
if(rem_bt[i]==0) {
n--;
wt[i]=t-p[i];
tt[i]=t;
}
i++;
if(i==n) {
i=0;
}
}
// 计算并输出平均等待时间和平均周转时间
float avg_wt=0,avg_tt=0;
printf("\nProcess\t Burst Time\t Waiting Time\t Turnaround Time");
for(i=0;i<n;i++) {
printf("\nP[%d]\t\t%d\t\t%d\t\t%d",i+1,p[i],wt[i],tt[i]);
avg_wt+=wt[i];
avg_tt+=tt[i];
}
printf("\n\nAverage Waiting Time: %.2f",avg_wt/n);
printf("\nAverage Turnaround Time: %.2f",avg_tt/n);
return 0;
}
```
生产者消费者问题:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFFER_SIZE 5
// 定义缓冲区结构体
typedef struct {
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in;
int out;
} Buffer;
// 初始化缓冲区
void init(Buffer *buffer) {
buffer->in=0;
buffer->out=0;
}
// 向缓冲区中添加数据
void insert(Buffer *buffer,int data) {
buffer->buffer[buffer->in]=data;
buffer->in=(buffer->in+1)%BUFFER_SIZE;
}
// 从缓冲区中取出数据
int delete(Buffer *buffer) {
int data=buffer->buffer[buffer->out];
buffer->out=(buffer->out+1)%BUFFER_SIZE;
return data;
}
// 生产者线程
void *producer(void *arg) {
Buffer *buffer=(Buffer*)arg;
int i,data;
for(i=0;i<10;i++) {
data=rand()%100;
insert(buffer,data);
printf("Producer: Inserted %d\n",data);
}
}
// 消费者线程
void *consumer(void *arg) {
Buffer *buffer=(Buffer*)arg;
int i,data;
for(i=0;i<10;i++) {
data=delete(buffer);
printf("Consumer: Removed %d\n",data);
}
}
int main() {
// 定义缓冲区和生产者、消费者线程
Buffer buffer;
pthread_t producer_thread,consumer_thread;
// 初始化缓冲区
init(&buffer);
// 创建生产者和消费者线程
pthread_create(&producer_thread,NULL,producer,&buffer);
pthread_create(&consumer_thread,NULL,consumer,&buffer);
// 等待线程结束
pthread_join(producer_thread,NULL);
pthread_join(consumer_thread,NULL);
return 0;
}
```
注:生产者消费者问题需要在 Linux 系统下运行,因为 Windows 平台不支持 pthread 库。
C语言实现时间片轮转调度和生产者消费者问题的简易代码,并注释
下面是一个简单的时间片轮转调度和生产者消费者问题的C语言代码实现,注释在代码中:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define BUFFER_SIZE 10 // 缓冲区大小
#define PRODUCER_NUM 2 // 生产者数量
#define CONSUMER_NUM 2 // 消费者数量
#define ITEM_NUM 20 // 生产者生产的总数
int buffer[BUFFER_SIZE]; // 缓冲区
int in = 0, out = 0; // 缓冲区的读写指针
int item_counter = 0; // 生产者已经生产的数量
sem_t empty, full, mutex; // 信号量
void* producer(void* arg) {
int p_id = *(int*)arg;
while (item_counter < ITEM_NUM) {
sleep(1);
sem_wait(&empty); // 请求一个空槽位
sem_wait(&mutex); // 互斥访问缓冲区
buffer[in] = p_id * ITEM_NUM + item_counter; // 生产者生产
in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
item_counter++;
printf("Producer %d produced item %d\n", p_id, buffer[in-1]);
sem_post(&mutex); // 释放互斥锁
sem_post(&full); // 增加一个产品
}
pthread_exit(NULL);
}
void* consumer(void* arg) {
int c_id = *(int*)arg;
while (1) {
sleep(2);
sem_wait(&full); // 请求一个产品
sem_wait(&mutex); // 互斥访问缓冲区
int item = buffer[out]; // 消费者消费
out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
printf("Consumer %d consumed item %d\n", c_id, item);
sem_post(&mutex); // 释放互斥锁
sem_post(&empty); // 增加一个空槽位
}
pthread_exit(NULL);
}
int main() {
pthread_t producers[PRODUCER_NUM], consumers[CONSUMER_NUM];
sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE); // 初始化信号量:空槽位数量为缓冲区大小
sem_init(&full, 0, 0); // 初始化信号量:产品数量为0
sem_init(&mutex, 0, 1); // 初始化信号量:互斥锁
int p_id[PRODUCER_NUM], c_id[CONSUMER_NUM];
for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) {
p_id[i] = i;
pthread_create(&producers[i], NULL, producer, &p_id[i]);
}
for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) {
c_id[i] = i;
pthread_create(&consumers[i], NULL, consumer, &c_id[i]);
}
// 时间片轮转调度
for (int i = 0; i < 20; i++) { // 总共运行20个时间片
if (i % 2 == 0) {
printf("Switch to producer thread\n");
for (int j = 0; j < PRODUCER_NUM; j++) {
pthread_kill(producers[j], SIGUSR1); // 发送信号给生产者线程
}
} else {
printf("Switch to consumer thread\n");
for (int j = 0; j < CONSUMER_NUM; j++) {
pthread_kill(consumers[j], SIGUSR1); // 发送信号给消费者线程
}
}
sleep(1); // 时间片长度为1秒
}
for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) {
pthread_kill(producers[i], SIGTERM); // 终止生产者线程
}
for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) {
pthread_kill(consumers[i], SIGTERM); // 终止消费者线程
}
sem_destroy(&empty);
sem_destroy(&full);
sem_destroy(&mutex);
return 0;
}
void sig_handler(int signo) {
// 空函数,用于接收信号
}
```
上述代码实现了一个生产者-消费者模型,同时使用了时间片轮转调度算法来调度生产者和消费者线程。在主线程中,每隔1秒钟就会进行一次调度,总共进行20个时间片。在每个时间片中,如果是偶数时间片就调度生产者线程,如果是奇数时间片就调度消费者线程。为了实现这个调度过程,我们使用了`pthread_kill`函数向生产者和消费者线程发送信号。同时,我们需要在生产者和消费者线程中注册一个信号处理函数,用来接收信号。在本例中,我们使用了SIGUSR1信号来表示调度信号,使用SIGTERM信号来表示线程终止信号。