操作系統進程同步實驗報告

實驗三：進程同步實驗

一、實驗任務：

(1)掌握操作系統的進程同步原理；

(2)熟悉linux的進程同步原語；

(3)設計程序，實現經典進程同步問題。

二、實驗原理：

(1)P、V操作

PV操作由P操作原語和V操作原語組成(原語是不可中斷的過程)，對信號量進行操作，具體定義如下：

P(S)：①將信號量S的值減1，即S=S-1；

②如果S30，則該進程繼續執行；否則該進程置為等待狀態，排入等待隊列。

V(S)：①將信號量S的值加1，即S=S+1；

②如果S>0，則該進程繼續執行；否則釋放隊列中第一個等待信號量的進程。

(2)信號量

信號量(semaphore)的數據結構為一個值和一個指針，指針指向等待該信號量的下一個進程。信號量的值與相應資源的使用情況有關。當它的值大于0時，表示當前可用資源的數量；當它的值小于0時，其絕對值表示等待使用該資源的進程個數。注意，信號量的值僅能由PV操作來改變。

一般來說，信號量S30時，S表示可用資源的數量。執行一次P操作意味著請求分配一個單位資源，因此S的值減1；當S<0時，表示已經沒有可用資源，請求者必須等待別的進程釋放該類資源，它才能運行下去。而執行一個V操作意味著釋放一個單位資源，因此S的值加1；若S￡0，表示有某些進程正在等待該資源，因此要喚醒一個等待狀態的進程，使之運行下去。

(3)linux的進程同步原語

①wait()；阻塞父進程，子進程執行；

②#include

#include

key_t ftok (char*pathname, char proj)；它返回與路徑pathname相對應的一個鍵值。

③int semget(key_t key, int nsems, int semflg)

參數key是一個鍵值，由ftok獲得，唯一標識一個信號燈集，用法與msgget()中的key相同；參數nsems指定打開或者新創建的信號燈集中將包含信號燈的數目；semflg參數是一些標志位。參數key和semflg的取值，以及何時打開已有信號燈集或者創建一個新的信號燈集與msgget()中的對應部分相同。該調用返回與健值key相對應的信號燈集描述字。調用返回：成功返回信號燈集描述字，否則返回-1。

④int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

semid是信號燈集ID，sops指向數組的每一個sembuf結構都刻畫一個在特定信號燈上的操作。nsops為sops指向數組的大小。

⑤int semctl(int semid，int semnum，int cmd，union semun arg)

該系統調用實現對信號燈的各種控制操作，參數semid指定信號燈集，參數cmd指定具體的操作類型；參數semnum指定對哪個信號燈操作，只對幾個特殊的cmd操作有意義；arg用于設置或返回信號燈信息。

三、實驗源程序：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define PERM S_IRUSR|S_IWUSR

#define SEMKEY (key_t)0x200

typedef union _senum{

int val;

struct semid_ds *buf;

ushort *array;

}semun;

int semid;

static int count=0;

FILE *fp,*fp1,*fp2;

struct sembuf prmutex={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)

s

總結

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