用C语言按以下要求写出完整的可运行出的代码,要求如下:用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: 2024-03-08 17:49:24 浏览: 79
以下是一份参考代码,实现了基于时间片轮转调度算法的生产者消费者问题解决方案:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#define BUFFER_SIZE 10
#define PRODUCER_NUM 2
#define CONSUMER_NUM 2
#define TIME_QUANTUM 1
sem_t empty, full, mutex;
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0, out = 0;
void *producer(void *arg) {
while (1) {
sem_wait(&empty);
sem_wait(&mutex);
// 生产者生产物品
int item = rand() % BUFFER_SIZE;
buffer[in] = item;
in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
printf("Producer %d produced item %d\n", *(int *)arg, item);
sem_post(&mutex);
sem_post(&full);
// 睡眠一段时间,模拟生产过程
sleep(rand() % 3 + 1);
}
}
void *consumer(void *arg) {
while (1) {
sem_wait(&full);
sem_wait(&mutex);
// 消费者消费物品
int item = buffer[out];
out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
printf("Consumer %d consumed item %d\n", *(int *)arg, item);
sem_post(&mutex);
sem_post(&empty);
// 睡眠一段时间,模拟消费过程
sleep(rand() % 3 + 1);
}
}
int main() {
sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
sem_init(&full, 0, 0);
sem_init(&mutex, 0, 1);
pthread_t producers[PRODUCER_NUM];
pthread_t consumers[CONSUMER_NUM];
int producer_ids[PRODUCER_NUM];
int consumer_ids[CONSUMER_NUM];
// 创建生产者线程
for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) {
producer_ids[i] = i;
pthread_create(&producers[i], NULL, producer, &producer_ids[i]);
}
// 创建消费者线程
for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) {
consumer_ids[i] = i;
pthread_create(&consumers[i], NULL, consumer, &consumer_ids[i]);
}
// 运行时间片轮转调度算法
while (1) {
// 选取下一个就绪进程
int next_producer = rand() % PRODUCER_NUM;
int next_consumer = rand() % CONSUMER_NUM;
// 运行该进程一段时间
for (int i = 0; i < TIME_QUANTUM; i++) {
usleep(1000);
}
// 判断该进程是否仍然就绪,如果是则将其重新加入就绪队列末尾
if (sem_trywait(&empty) == 0) {
sem_post(&empty);
}
if (sem_trywait(&full) == 0) {
sem_post(&full);
}
// 这里简单地交替运行生产者和消费者进程,实际情况中可能需要更加复杂的调度策略
pthread_kill(producers[next_producer], 0);
pthread_kill(consumers[next_consumer], 0);
}
return 0;
}
```
在本代码中,我们使用了 `semaphore` 信号量实现了生产者消费者模型的进程同步,使用了 `pthread` 线程库实现多线程运行。
在主函数中,我们设计了一个简单的时间片轮转调度算法,每次选取一个就绪的生产者或消费者进程进行运行,运行一定时间后再重新加入就绪队列末尾。在运行过程中,我们使用 `pthread_kill` 函数来强制切换线程,模拟了调度过程。
当然,这只是一种简单的实现方式,实际情况中可能需要更加复杂的调度策略和进程同步机制。
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