实验四进程同步与通信(一)进程同步与互斥1

一、实验目的
1．掌握基本的同步与互斥算法，理解P，V操作。
2．理解生产者消费者模型，了解其它典型的同步互斥模型，如哲学家就餐、读者－写者模型等。
3．学习使用Windows中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。
4．了解Windows中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。

二、相关知识介绍
1．同步对象
同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(Critical Section)和事件(Events)等。本实验中使用到信号量、互斥量和临界区三个同步对象。
同步对象的使用步骤：
创建/初始化同步对象。
请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。
释放同步对象(互斥量解锁)。
这些对象在一个线程中创建，在其他线程中都可以使用，实现同步与互斥。
2．相关API的功能及使用
利用Windows SDK提供的API编程，而VC中包含有Windows SDK的所有工具和定义。要使用这些API，需要包含对这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。
下面给出相关API的功能和使用方法简单介绍。
(1) CreateThread
功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程
格式
HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
LPVOID lpParamiter,
DWORD dwCreationFlags,
Lpdword lpThread );
参数说明
lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。
dwStackSize——定义原始堆栈大小。
lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。
lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。
dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。
lpThread——保存线程标志符(32位)
(2) CreateMutex
功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象
格式
HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,
BOOL bInitialOwner,
LPCTSTR lpName);
参数说明
lpMutexAttributes——必须取值NULL。
bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。
lpName——互斥量名称。
(3) CreateSemaphore
功能——创建一个命名或匿名的信号量对象
格式
HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,
LONG lInitialCount,
LONG lMaximumCount,
LPCTSTR lpName );
参数说明
lpSemaphoreAttributes——必须取值NULL。
lInitialCount——信号量的初始值。该值大于0，但小于lMaximumCount指定的最大值。
lMaximumCount——信号量的最大值。
lpName——信号量名称。
(4) WaitForSingleObject
功能——使程序处于等待状态，直到信号量hHandle出现(即其值大于等于1)或超过规定的等待时间
格式
DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);
参数说明
hHandle——信号量指针。
dwMilliseconds——等待的最长时间(INFINITE为无限等待)。
(5) ReleaseSemaphore
功能——对指定信号量加上一个指定大小的量。成功执行则返回非0值
格式
BOOL ReleaseSemaphore(HANDLE hSemaphore,
LONG lReleaseCount,
LPLONG lppreviousCount );
参数说明
hSemaphore——信号量指针。
lReleaseCount——信号量的增量。
lppreviousCount——保存信号量当前值。
(6) ReleaseMutex
功能——打开互斥锁，即把互斥量加1。成功调用则返回0
格式
BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);
参数说明
hMutex——互斥量指针。
(7) InitializeCriticalSection
功能——初始化临界区对象
格式
VOID InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
参数说明
lpCriticalSection——指向临界区对象的指针。
(8) EnterCriticalSection
功能——等待指定临界区对象的所有权
格式
VOID enterCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
参数说明
lpCriticalSection——指向临界区对象的指针。
(9) LeaveCriticalSection
功能——释放指定临界区对象的所有权
格式
VOID LeaveCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
参数说明
lpCriticalSection——指向临界区对象的指针。

三、实验内容
1．以下程序是模拟售票功能，使用临界区对象，其中SellPro_1，SellPro_2两个函数分别对应两个售票进程，一次售出一张票。
（1）阅读程序，了解CRITICAL_SECTION的使用方法，

//模拟售票程序
#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace  std;DWORD WINAPI SellPro_1( LPVOID lpParameter);
DWORD WINAPI SellPro_2( LPVOID lpParameter );int tickets=100;
CRITICAL_SECTION  critical_sec; //定义关键区域
void main()
{HANDLE hThread1;HANDLE hThread2;InitializeCriticalSection(&critical_sec); //初始化关键区域hThread1=CreateThread(NULL,0,SellPro_1,NULL,0,NULL);hThread2=CreateThread(NULL,0,SellPro_2,NULL,0,NULL);  CloseHandle(hThread1);CloseHandle(hThread2);Sleep(4000);
}DWORD WINAPI SellPro_1( LPVOID lpParameter )
{   while(TRUE){   Sleep(1);EnterCriticalSection(&critical_sec); //进入关键代码区域         if(tickets>0){cout<<"thread1 sell  ticket : "<<--tickets<<endl;}elsebreak;LeaveCriticalSection(&critical_sec); //离开代码关键区域}  return 0;
}DWORD WINAPI SellPro_2( LPVOID lpParameter)
{   while(TRUE){   Sleep(1);EnterCriticalSection(&critical_sec); //进入关键代码区域         if(tickets>0){cout<<"thread2 sell  ticket : "<<--tickets<<endl;}elsebreak;LeaveCriticalSection(&critical_sec); //离开代码关键区域}    return 0;
}

（2）在分析程序运行结果的基础上，增加一个函数，模拟退票功能，并在主函数中加入适当的语句。

#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace  std;DWORD WINAPI SellPro_1( LPVOID lpParameter);
DWORD WINAPI SellPro_2( LPVOID lpParameter );
DWORD WINAPI SellPro_3( LPVOID lpParameter);
int tickets=100;
CRITICAL_SECTION  critical_sec; //定义关键区域
int main()
{HANDLE hThread1;HANDLE hThread2;HANDLE hThread3;InitializeCriticalSection(&critical_sec); //初始化关键区域hThread1=CreateThread(NULL,0,SellPro_1,NULL,0,NULL);hThread2=CreateThread(NULL,0,SellPro_2,NULL,0,NULL);
hThread3=CreateThread(NULL,0,SellPro_3,NULL,0,NULL);   CloseHandle(hThread1);CloseHandle(hThread2);
CloseHandle(hThread3);Sleep(4000);
}DWORD WINAPI SellPro_1( LPVOID lpParameter )
{   while(TRUE){   Sleep(1);EnterCriticalSection(&critical_sec); //进入关键代码区域         if(tickets>0){cout<<"thread1 sell  ticket : "<<--tickets<<endl;}elsebreak;LeaveCriticalSection(&critical_sec); //离开代码关键区域}  return 0;
}DWORD WINAPI SellPro_2( LPVOID lpParameter)
{   while(TRUE){   Sleep(1);EnterCriticalSection(&critical_sec); //进入关键代码区域         if(tickets>0){cout<<"thread2 sell  ticket : "<<--tickets<<endl;}elsebreak;LeaveCriticalSection(&critical_sec); //离开代码关键区域}    return 0;
}DWORD WINAPI SellPro_3( LPVOID lpParameter )
{   while(TRUE){   Sleep(1);EnterCriticalSection(&critical_sec); //进入关键代码区域         if(tickets>0){cout<<"thread3 return ticket : "<<++tickets<<endl;}elsebreak;LeaveCriticalSection(&critical_sec); //离开代码关键区域}  return 0;
}

实验四进程同步与通信(一)进程同步与互斥1相关推荐

2020-10-29 实验四进程同步与通信
实验四进程同步与通信一.实验目的: 二.实验环境: 三.实验内容: 四.心得体会: 一.实验目的: 1．掌握基本的同步与互斥算法,理解P,V操作. 2．理解生产者消费者模型,了解其它典型的同步 ...
山东大学linux实验四CSDN,山东大学操作系统实验报告材料4进程同步实验
<山东大学操作系统实验报告材料4进程同步实验>由会员分享,可在线阅读,更多相关<山东大学操作系统实验报告材料4进程同步实验(15页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.实用标准 ...
操作系统实验四进程同步与互斥
一.实验目的: 掌握基本的同步与互斥算法,理解P,V操作. 理解生产者消费者模型,了解其它典型的同步互斥模型,如哲学家就餐.读者-写者模型等. 了解LINUX中进程同步互斥的实现方法,掌握相关函数的使 ...
《操作系统第四版》（刘振鹏王煜）（四）进程同步与通信
操作系统(四) 四.进程同步与通信 4.1 进程间的相互作用 4.1.1进程间的联系进程间的联系资源共享关系相互合作关系临界资源一种供多个进程互斥访问的资源同一时刻只允许一个进程访问的资源 ...
操作系统学习（八）进程同步与通信
目录学习建议: 基本内容: 一.概述: 二.进程的顺序性: 三.进程的并发性: 四.与时间有关的错误: 五.临界区的概念: 六.进程的互斥: (一)PV操作: (二)临界区的管理: (三)用PV操作 ...
计算机操作系统进程同步实验报告,操作系统-进程管理与进程同步-实验报告
进程管理与进程同步实验报告实验一.进程管理与进程同步一.实验目的了解进程管理的实现方法,理解和掌握处理进程同步问题的方法. 二.实验内容实现银行家算法.进程调度过程的模拟.读者-写者问题的写者 ...
Python实现进程同步和通信
Python实现进程同步和通信如之前创建多进程的例子 # -*- coding:utf-8 -*- from multiprocessing import Process,Pool import o ...
【正点原子FPGA连载】第十四章串口通信实验 -摘自【正点原子】新起点之FPGA开发指南_V2.1
1)实验平台:正点原子新起点V2开发板 2)平台购买地址:https://detail.tmall.com/item.htm?id=609758951113 2)全套实验源码+手册+视频下载地址:ht ...
操作系统实验四——使用命名管道实现进程通信
操作系统实验四--使用命名管道实现进程通信一. 实验目的 (1)了解windows系统环境下的进程通讯机制. (2)熟悉Windows系统提供的进程通信API. 二. 实验准备相关API函数介绍 ...

实验四进程同步与通信(一)进程同步与互斥1

实验四进程同步与通信(一)进程同步与互斥1相关推荐

最新文章

热门文章

实验四 进程同步与通信(一)进程同步与互斥1

实验四 进程同步与通信(一)进程同步与互斥1相关推荐

最新文章

热门文章

实验四进程同步与通信(一)进程同步与互斥1

实验四进程同步与通信(一)进程同步与互斥1相关推荐