操作系统进程同步实验报告

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1、实验三：进程同步实验一、实验任务：（1）掌握操作系统的进程同步原理；（2）熟悉linux的进程同步原语；（3）设计程序，实现经典进程同步问题。二、实验原理：（1）P、V操作 PV操作由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下： P（S）：将信号量S的值减1，即S=S-1； 如果S0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。 V（S）：将信号量S的值加1，即S=S+1； 如果S0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。（2）信号量信号量（semaphore）的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。

2、信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的值仅能由PV操作来改变。一般来说，信号量S0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；当S0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；若S0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。（3）linux的进程同步原语wait()；阻塞父进程，子进程执行；#include #include

3、 key_t ftok (char*pathname, char proj)；它返回与路径pathname相对应的一个键值。int semget(key_t key, int nsems, int semflg) 参数key是一个键值，由ftok获得，唯一标识一个信号灯集，用法与msgget()中的key相同；参数nsems指定打开或者新创建的信号灯集中将包含信号灯的数目；semflg参数是一些标志位。参数key和semflg的取值，以及何时打开已有信号灯集或者创建一个新的信号灯集与msgget()中的对应部分相同。该调用返回与健值key相对应的信号灯集描述字。调用返回：成功返回信号灯集描述字

4、，否则返回-1。int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops); semid是信号灯集ID，sops指向数组的每一个sembuf结构都刻画一个在特定信号灯上的操作。nsops为sops指向数组的大小。int semctl(int semid，int semnum，int cmd，union semun arg) 该系统调用实现对信号灯的各种控制操作，参数semid指定信号灯集，参数cmd指定具体的操作类型；参数semnum指定对哪个信号灯操作，只对几个特殊的cmd操作有意义；arg用于设置或返回信号灯信息。三、实验源程序：#i

5、nclude#include#include#include#include#include#include#include#include #include #include #include #include #define PERM S_IRUSR|S_IWUSR#define SEMKEY (key_t)0x200typedef union _senum int val; struct semid_ds *buf; ushort *array;semun;int semid;static int count=0;FILE *fp,*fp1,*fp2;struct sembuf prmu

6、tex=0,-1,0,pwmutex=1,-1,0,ps=2,-1,0;struct sembuf vrmutex=0,1,0,vwmutex=1,1,0,vs=2,1,0;int initsem() semun x; x.val=1; if(semid=semget(SEMKEY,3,0600|IPC_CREAT|IPC_EXCL)=-1) if(errno=EEXIST) semid=semget(SEMKEY,3,0); if(semctl(semid,0,SETVAL,x)=-1) perror(semctl failedn); return(-1); if(semctl(semid,

7、1,SETVAL,x)=-1) perror(semctl failedn); return(-1); if(semctl(semid,2,SETVAL,x)=-1) perror(semctl failedn); return(-1); return(semid); main() int i,j,k; static int a30; int shmid; int *pint,*pint2,addr,addr2; for(i=0;i30;i+) ai=i; if(shmid=shmget(IPC_PRIVATE,4,PERM)=-1) fprintf(stderr,Create Share M

8、emory Error:%sna,strerror(errno);exit(1); addr=shmat(shmid,0,0) ; pint=(int*)addr; *pint=0; semid=initsem(); if(fork()=0) /writer semop(semid,&pwmutex,1); printf(call writern); fp1=fopen(a.txt,w); for(k=0;k20;k+) fprintf(fp1,%dn ,5*k); printf(write %dn ,5*k); fclose(fp1); printf(write finish!n); sem

9、op(semid,&vwmutex,1); exit(0); else if(fork()=0) /reader 1 semop(semid,&prmutex,1); addr2=shmat(shmid,0,0); pint2=(int*)addr2; if(*pint2=0) semop(semid,&pwmutex,1); *pint2=*pint2+1; printf(reader 1 enter- count=%dn,*pint2); semop(semid,&vrmutex,1); fp=fopen(a.txt,r); while(!feof(fp) fscanf(fp,%d ,&i

10、); printf(reader 1 %dn ,i); semop(semid,&prmutex,1); *pint2=*pint2-1; printf(reader 1 exit- count=%dn,*pint2); /count=count-1; /printf(count=%dn,count); if(*pint2=0) semop(semid,&vwmutex,1); semop(semid,&vrmutex,1); exit(0); else if(fork()=0) /reader semop(semid,&prmutex,1); addr2=shmat(shmid,0,0);

11、pint2=(int*)addr2; if(*pint2=0) semop(semid,&pwmutex,1); *pint2=*pint2+1; printf(Read 2 enter+ count=%dn,*pint2); / printf(Read 2 count=%dn,count); /count=2; /printf(count=%dn,count); semop(semid,&vrmutex,1); fp=fopen(a.txt,r); while(!feof(fp) fscanf(fp,%d ,&i); printf(reader 2 %dn ,i); semop(semid,&prmutex,1); /count=count-1; *pint2=*pint2-1; printf(Read 2 exit+ count=%dn,*pint2); /printf(Read 2 count=%dn,count); if(*pint2=0) semop(semid,&vwmutex,1); semop(semid,&vrmutex,1); exit(0); 四、实验结果：