进程同步模拟:生产者消费者问题实现详解

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该程序是一个用于模拟操作系统中进程同步问题的C语言实现。它主要关注生产者-消费者模型,通过创建多个进程来模拟两个角色之间的交互。进程控制块(PCB)结构定义了每个进程的状态(生产者或消费者)、编号、产品(生产者)以及它们与队列的链接。核心功能包括进程创建、就绪队列管理、信号量(full和empty)操作、生产者和消费者进程的运行逻辑,以及等待和唤醒机制。 1. **进程创建和管理**: - `processproc()`函数用于根据用户输入创建进程,区分生产者(flag=1)和消费者(flag=2),并将其放入准备队列。 - `waitempty()`和`waitfull()`函数检查缓冲区状态(full和empty),当缓冲区为空时,生产者进程进入等待队列,反之,消费者进程等待。 2. **信号量操作**: - `signalempty()`和`signalfull()`函数用于在缓冲区状态改变时通知等待的进程。例如,当缓冲区有空间时,`signalfull()`会唤醒一个等待的消费者;当缓冲区满时,`signalempty()`会唤醒一个等待的生产者。 3. **生产者和消费者操作**: - `producerrun()`负责生产者向缓冲区添加产品,更新`bufferpoint`,并调用`signalfull()`释放一个等待的消费者。 - `comsuerrun()`处理消费者从缓冲区取出产品,更新`bufferpoint`,并调用`signalempty()`唤醒一个等待的生产者。 4. **队列操作**: - `linkqueue()`函数将进程加入队列,`getq()`用于从队列头部获取进程并更新队列状态。 - `linklist()`和`freelink()`用于维护进程链表,并在程序结束时释放内存。 5. **显示和状态检查**: - `display()`函数用来打印当前队列中所有进程的信息,帮助理解和监控进程状态。 - 主函数循环中,显示就绪队列、消费者和生产者等待队列中的进程,以及询问用户是否继续运行。 这个程序提供了一个基础的并发环境,展示了如何通过信号量和队列管理来协调生产者和消费者之间的操作,确保数据的一致性和互斥访问。在实际操作中,这可能是操作系统调度和同步算法的基础部分。