计算机操作系统实验报告
题 目三大经典问题之生产者与消费者问题
一、 课程设计的性质与任务
1、 加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解。
通过编写程序实现进程 同步和互斥，使学生掌握有关进程（线程）同步与互斥的原理，以 及解决进程（线程）同步和互斥的算法，从而进一步巩固进程（线 程）同步和互斥等有关的内容。
2、 掌握进程和线程的概念，进程（线程）的控制原语或系统调用的 使用。
3、 了解Windows2000/XP中多线程的并发执行 机制，线程间的同步 和互斥。学习使用 Windows2000/XP中基本的同步对象，掌握相应的 API函数。
4、 培养学生能够独立进行知识综合，独立开发较大程序的能力。
5、 培养提高学生软件开发能力和软件的调试技术。
6、 培养学生开发大型程序的方法和相互合作的精神。
7、 培养学生的创新意识。
&培养学生的算法设计和算法分析能力。
9、培养学生对问题进行文字论述和文字表达的能力。
二、 课程设计的内容及其要求
在 WindowsXP、Windows2000等操作系 统下，使用的VC VB、
Java或C等编程语 言，采用 进程（线程）同步和互斥的技术编写程 序实现生产者消费者问题或哲学家进餐问题或读者-写者问题或自 己设计一个简单进程（线程）同步和互斥的实际问题。
要求：（1 ）经调试后程序能够正常运行。
否
否
(2)采用多进程或多线程方式运行，体现了进程(线程) 同步互斥的关系。
(3)程序界面美观。
三、 实验原理
本实验要求利用PV操作实现解决生产 者一一消费者问题中的 同步问题。此问题描述的是一群生产者进程在生产产品并将这些产 品提供给消费者进程去消费，在两者之间设置了一个具有n个缓冲 区的缓冲池，生产者进程将它所生产的产品放入一个缓冲区，消费 者进程可从缓冲区中取走产品去消费，但它们之间必须保持同步， 即不允许消费者进程到一个空缓冲区去取产品，也不允许生产者进 程向一个已装满且尚未取出的缓冲区中投放产品，并且生产者消费 者互斥使用缓冲区。
四、 实验原理图
五、算法实现
有一个生产者线程 ProduceThread，有1个消费者进程 CustomerThread; 缓冲区为shareList。
使用线程同步：用synchonized关键字(加锁)使得一个时间内只能 有一个线程得到执行，另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后 才能执行该代码块；wait()让线程进入等待状态；notify ()函数唤醒一个 处于等待状态的线程。
程序运行流程图如下:：(如不在外部中断，程序将一直循环运行) 开始
生产者消费者
生产者
仓库是否
生产者生
消费者等
消费者消
唤醒消费
唤醒生产
六、源代码
package操作系统；
/*
*产品类
*/
publicclass Goods {
int id;
Str ing n ame;
public String toString(){
return id+" "+name;
package操作系统；
import
/*
*消费者线程：有产品时可以取出，无产品时等待
*/
publicclass CustomerThreadextends Thread{
private ListshareList:
CustomerThread(LjstshareList){
=shareList;
}
publicvoid run(){
"消费线程已启动..."+());
while (true ){
try {
synchronized (shareList){
while ()==0){
oString());
();
}
}
} catch (Exception ef){
();
}
}
}
}
package 操作系统 ;
import
/*
* 生产者线程：无数据时再存，存入一个要发通知
*/
publicclass ProduceThreadextends Thread{
."+());
while (true ){
try {
(2000);
synchronized (shareList){
while ()>0){
();
}
while ()==0){
Goods gs = n ewGoods();
coun t++;
=co unt;
="产品"+cou nt;
"--->生产线程放入对象："+());
(gs);
tart();
tart();
七、运行结果
八、实验心得
在此次实验中我们模拟 PV 操作同步机构，来解决消费者与生产者这两 个进程之间的同步协调问题。
实验中值得注意的是解决进程同步需要做哪些 工作，如何利用信号量机制来解决进程同步问题等等。通过本次实验，我对 操作系统的 p、v 有了进一步认识， 深入了解了 p、v 操作的实质和其重要性， 加深了我对操作系统中多线程机制的理解和认识，更让我认识到知识的掌 握，仅靠学习理论知识是远远不够的，要与实际动手操作相结合才能更好地 理解和分析问题。此外，我也发现自己在编程上仍存在较大的问题，本次实 验让我对 java 语言的线程编写水平有了提高。我日后会不断加深各方面知 识的学习，弥补自己的不足。实验给了我们实践的机会，给了我们理论结合 实际的机会，从实验中可以学到很多东西， 不仅仅是书本上的东西这么简单， 更是培养了我们动手能力和自学能力，还有更重要的是对待事情严谨的态 度，我定会以更加严谨认真的态度对待每次实验。