用C语言编程不使用linux系统的库实现生产者-消费者进程的同步与互斥,题目要求: 1、至少支持两个生产者和两个消费者; 2、每次只能有一个生产者或消费者进入仓库; 3、仓库满时生产者不能进入仓库,仓库空时消费者不能进入仓库。

时间: 2024-02-04 22:01:48 浏览: 29
好的,这是一个比较典型的多线程同步问题,可以使用信号量(Semaphore)来实现生产者-消费者问题的同步与互斥。在 C 语言中,可以使用 POSIX 标准中的信号量库来实现。 下面是具体的实现步骤: 1. 定义仓库的数据结构,包括仓库的最大容量,当前存储的物品数量等信息。 2. 定义生产者和消费者的线程函数,其中生产者负责往仓库中放入物品,消费者负责从仓库中取出物品。 3. 在主函数中创建两个生产者和两个消费者线程,并初始化仓库的数据结构和信号量。 4. 在生产者和消费者线程函数中,使用信号量来实现同步与互斥。具体来说,当仓库满时,生产者线程需要等待消费者线程取出物品后才能往仓库中放入物品;当仓库空时,消费者线程需要等待生产者线程放入物品后才能从仓库中取出物品。 下面是示例代码,其中使用了 POSIX 标准中的信号量库: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #define MAX_ITEMS 10 // 仓库的最大容量 int items = 0; // 当前仓库中存储的物品数量 sem_t mutex, empty, full; // 三个信号量:mutex 用于互斥访问仓库,empty 表示仓库中空余的空间,full 表示仓库中已存储的物品数量 // 生产者线程函数 void *producer(void *arg) { while (1) { // 等待 empty 信号量,表示仓库中还有空余的空间可以放入物品 sem_wait(&empty); // 互斥访问仓库 sem_wait(&mutex); // 在仓库中放入物品 items++; printf("Producing item, total items: %d\n", items); // 释放 mutex 信号量,允许其他线程访问仓库 sem_post(&mutex); // 发送 full 信号量,表示有物品可以被消费 sem_post(&full); } return NULL; } // 消费者线程函数 void *consumer(void *arg) { while (1) { // 等待 full 信号量,表示仓库中有物品可以被消费 sem_wait(&full); // 互斥访问仓库 sem_wait(&mutex); // 从仓库中取出物品 items--; printf("Consuming item, total items: %d\n", items); // 释放 mutex 信号量,允许其他线程访问仓库 sem_post(&mutex); // 发送 empty 信号量,表示仓库中有空余的空间可以放入物品 sem_post(&empty); } return NULL; } int main() { // 初始化信号量 sem_init(&mutex, 0, 1); sem_init(&empty, 0, MAX_ITEMS); sem_init(&full, 0, 0); // 创建两个生产者和两个消费者线程 pthread_t p1, p2, c1, c2; pthread_create(&p1, NULL, producer, NULL); pthread_create(&p2, NULL, producer, NULL); pthread_create(&c1, NULL, consumer, NULL); pthread_create(&c2, NULL, consumer, NULL); // 等待线程结束 pthread_join(p1, NULL); pthread_join(p2, NULL); pthread_join(c1, NULL); pthread_join(c2, NULL); // 销毁信号量 sem_destroy(&mutex); sem_destroy(&empty); sem_destroy(&full); return 0; } ```

相关推荐

application/x-rar
实验题目: 生产者与消费者(综合性实验) 实验环境: C语言编译器 实验内容: ① 由用户指定要产生的进程及其类别,存入进入就绪队列。    ② 调度程序从就绪队列中提取一个就绪进程运行。如果申请的资源被阻塞则进入相应的等待队列,调度程序调度就绪队列中的下一个进程。进程运行结束时,会检查对应的等待队列,激活队列中的进程进入就绪队列。运行结束的进程进入over链表。重复这一过程直至就绪队列为空。    ③ 程序询问是否要继续?如果要转直①开始执行,否则退出程序。 实验目的: 通过实验模拟生产者与消费者之间的关系,了解并掌握他们之间的关系及其原理。由此增加对进程同步的问题的了解。 实验要求: 每个进程有一个进程控制块(PCB)表示。进程控制块可以包含如下信息:进程类型标号、进程系统号、进程状态、进程产品(字符)、进程链指针等等。 系统开辟了一个缓冲区,大小由buffersize指定。 程序中有三个链队列,一个链表。一个就绪队列(ready),两个等待队列:生产者等待队列(producer);消费者队列(consumer)。一个链表(over),用于收集已经运行结束的进程 本程序通过函数模拟信号量的操作。 参考书目: 1)徐甲同等编,计算机操作系统教程,西安电子科技大学出版社 2)Andrew S. Tanenbaum著,陈向群,马红兵译. 现代操作系统(第2版). 机械工业出版社 3)Abranham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne著. 郑扣根译. 操作系统概念(第2版). 高等教育出版社 4)张尧学编著. 计算机操作系统教程(第2版)习题解答与实验指导. 清华大学出版社 实验报告要求: (1) 每位同学交一份电子版本的实验报告,上传到202.204.125.21服务器中。 (2) 文件名格式为班级、学号加上个人姓名,例如: 电子04-1-040824101**.doc   表示电子04-1班学号为040824101号的**同学的实验报告。 (3) 实验报告内容的开始处要列出实验的目的,实验环境、实验内容等的说明,报告中要附上程序代码,并对实验过程进行说明。 基本数据结构: PCB* readyhead=NULL, * readytail=NULL; // 就绪队列 PCB* consumerhead=NULL, * consumertail=NULL; // 消费者队列 PCB* producerhead=NULL, * producertail=NULL; // 生产者队列 over=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)); // over链表 int productnum=0; //产品数量 int full=0, empty=buffersize; // semaphore char buffer[buffersize]; // 缓冲区 int bufferpoint=0; // 缓冲区指针 struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */ int flag; // flag=1 denote producer; flag=2 denote consumer; int numlabel; char product; char state; struct pcb * processlink; …… }; processproc( )--- 给PCB分配内存。产生相应的的进程:输入1为生产者进程;输入2为消费者进程,并把这些进程放入就绪队列中。 waitempty( )--- 如果缓冲区满,该进程进入生产者等待队列;linkqueue(exe,&producertail); // 把就绪队列里的进程放入生产者队列的尾部 void signalempty() bool waitfull() void signalfull() void producerrun() void comsuerrun() void main() { processproc(); element=hasElement(readyhead); while(element){ exe=getq(readyhead,&readytail); printf("进程%d申请运行,它是一个",exe->numlabel); exe->flag==1? printf("生产者\n"):printf("消费者\n"); if(exe->flag==1) producerrun();

最新推荐

recommend-type

OS大作业生产者消费者同步问题的实现

操作系统实践大作业:使用POSIX条件变量和互斥锁实现生产者、消费者同步问题,缓冲区空时消费者不能消费,当有生产者生产产品后唤醒阻塞的消费者;缓冲区满时生产者不能生产,当有消费者消费产品后唤醒阻塞的生产者...
recommend-type

进程间同步互斥问题——银行柜员服务问题1

1. **互斥对象**:在银行场景中,互斥的对象有两个:一是顾客取号,二是柜员叫号。同一时间只能有一个操作进行,确保了号码的唯一性和不冲突。这可以通过互斥锁(mutex)来实现,使得同一时间只有一个线程可以访问...
recommend-type

操作系统:哲学家进餐问题(p,v操作实现互斥与同步)

分析哲学家进餐问题,p,v操作实现互斥与同步,分析记录性信号量的不足,并指出给改进方法 方法一:最多允许4人同时进餐; 方法二:分奇偶数进餐,以及AND型信号量解决该问题。 (免费下载,无需积分)
recommend-type

自研操作系统:DIM-SUM设计与实现.pdf

《自研操作系统:DIM-SUM设计与实现》一书由谢宝友撰写,他拥有丰富的操作系统研发背景,曾在中兴担任嵌入式实时操作系统技术总工,并参与了多个重要奖项的获得。本书主要探讨了作者发起和创建的自研操作系统——DIM...
recommend-type

基于stm32+FreeRTOS+ESP8266的实时天气系统

【作品名称】:基于stm32+FreeRTOS+ESP8266的实时天气系统 【适用人群】:适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【项目介绍】:项目简介 基于stm32F407+FreeRTOS+ESP8266的实时气象站系统,通过物联网技术实时读取天气情况,温度以及自带了一个计时功能。 所需设备 stm32F407,淘晶驰串口屏,ESP8266; 串口屏连接串口3,ESP8266连接串口2,串口1用于打印状态。 实现过程 通过对ESP8266发送AT指令,从服务器读取天气的json数据,然后通过cJSON解码数据,最后FreeRTOS对任务进行管理(FreeRTOS和cJSON有冲突,需要将cJSON申请内存空间的函数替换成FreeRTOS申请内存的函数,每次解码后,一定要释放内存,否则解码会卡死,而且需要把Heap_size设置稍微大一点,推荐设置为4096)
recommend-type

基于嵌入式ARMLinux的播放器的设计与实现 word格式.doc

本文主要探讨了基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现。在当前PC时代,随着嵌入式技术的快速发展,对高效、便携的多媒体设备的需求日益增长。作者首先深入剖析了ARM体系结构,特别是针对ARM9微处理器的特性,探讨了如何构建适用于嵌入式系统的嵌入式Linux操作系统。这个过程包括设置交叉编译环境,优化引导装载程序,成功移植了嵌入式Linux内核,并创建了适合S3C2410开发板的根文件系统。 在考虑到嵌入式系统硬件资源有限的特点,通常的PC机图形用户界面(GUI)无法直接应用。因此,作者选择了轻量级的Minigui作为研究对象,对其实体架构进行了研究,并将其移植到S3C2410开发板上,实现了嵌入式图形用户界面,使得系统具有简洁而易用的操作界面,提升了用户体验。 文章的核心部分是将通用媒体播放器Mplayer移植到S3C2410开发板上。针对嵌入式环境中的音频输出问题,作者针对性地解决了Mplayer播放音频时可能出现的不稳定性,实现了音乐和视频的无缝播放,打造了一个完整的嵌入式多媒体播放解决方案。 论文最后部分对整个项目进行了总结,强调了在嵌入式ARM-Linux平台上设计播放器所取得的成果,同时也指出了一些待改进和完善的方面,如系统性能优化、兼容性提升以及可能的扩展功能等。关键词包括嵌入式ARM-Linux、S3C2410芯片、Mplayer多媒体播放器、图形用户界面(GUI)以及Minigui等,这些都反映出本文研究的重点和领域。 通过这篇论文,读者不仅能了解到嵌入式系统与Linux平台结合的具体实践,还能学到如何在资源受限的环境中设计和优化多媒体播放器,为嵌入式技术在多媒体应用领域的进一步发展提供了有价值的经验和参考。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

Python字符串为空判断的动手实践:通过示例掌握技巧

![Python字符串为空判断的动手实践:通过示例掌握技巧](https://img-blog.csdnimg.cn/72f88d4fc1164d6c8b9c29d8ab5ed75c.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBASGFyYm9yIExhdQ==,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16) # 1. Python字符串为空判断的基础理论 字符串为空判断是Python编程中一项基本且重要的任务。它涉及检查字符串是否为空(不包含任何字符),这在
recommend-type

box-sizing: border-box;作用是?

`box-sizing: border-box;` 是 CSS 中的一个样式属性,它改变了元素的盒模型行为。默认情况下,浏览器会计算元素内容区域(content)、内边距(padding)和边框(border)的总尺寸,也就是所谓的"标准盒模型"。而当设置为 `box-sizing: border-box;` 后,元素的总宽度和高度会包括内容、内边距和边框的总空间,这样就使得开发者更容易控制元素的实际布局大小。 具体来说,这意味着: 1. 内容区域的宽度和高度不会因为添加内边距或边框而自动扩展。 2. 边框和内边距会从元素的总尺寸中减去,而不是从内容区域开始计算。
recommend-type

经典:大学答辩通过_基于ARM微处理器的嵌入式指纹识别系统设计.pdf

本文主要探讨的是"经典:大学答辩通过_基于ARM微处理器的嵌入式指纹识别系统设计.pdf",该研究专注于嵌入式指纹识别技术在实际应用中的设计和实现。嵌入式指纹识别系统因其独特的优势——无需外部设备支持,便能独立完成指纹识别任务,正逐渐成为现代安全领域的重要组成部分。 在技术背景部分,文章指出指纹的独特性(图案、断点和交叉点的独一无二性)使其在生物特征认证中具有很高的可靠性。指纹识别技术发展迅速,不仅应用于小型设备如手机或门禁系统,也扩展到大型数据库系统,如连接个人电脑的桌面应用。然而,桌面应用受限于必须连接到计算机的条件,嵌入式系统的出现则提供了更为灵活和便捷的解决方案。 为了实现嵌入式指纹识别,研究者首先构建了一个专门的开发平台。硬件方面,详细讨论了电源电路、复位电路以及JTAG调试接口电路的设计和实现,这些都是确保系统稳定运行的基础。在软件层面,重点研究了如何在ARM芯片上移植嵌入式操作系统uC/OS-II,这是一种实时操作系统,能够有效地处理指纹识别系统的实时任务。此外,还涉及到了嵌入式TCP/IP协议栈的开发,这是实现系统间通信的关键,使得系统能够将采集的指纹数据传输到远程服务器进行比对。 关键词包括:指纹识别、嵌入式系统、实时操作系统uC/OS-II、TCP/IP协议栈。这些关键词表明了论文的核心内容和研究焦点,即围绕着如何在嵌入式环境中高效、准确地实现指纹识别功能,以及与外部网络的无缝连接。 这篇论文不仅深入解析了嵌入式指纹识别系统的硬件架构和软件策略,而且还展示了如何通过结合嵌入式技术和先进操作系统来提升系统的性能和安全性,为未来嵌入式指纹识别技术的实际应用提供了有价值的研究成果。