thread同步测试

任务详情

1 编译运行附件中的代码，提交运行结果截图，并说明程序功能
2 修改代码，把同步资源个数减少为3个，把使用资源的线程增加到 （你的学号%3 + 4）个，编译代码，提交修改后的代码和运行结果截图。

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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>

#define NUM 5
int queue[NUM];
sem_t blank_number, product_number;

void *producer ( void * arg )
{
    static int p = 0;

    for ( ;; ) {
	    sem_wait( &blank_number );
	    queue[p] = rand() % 1000;
	    printf("Product %d \n", queue[p]);
	    p = (p+1) % NUM;
	    sleep ( rand() % 5);
	    sem_post( &product_number );
    }
}
void *consumer ( void * arg )
{

    static int c = 0;
    for( ;; ) {
	    sem_wait( &product_number );
	    printf("Consume %d\n", queue[c]);
	    c = (c+1) % NUM;
	    sleep( rand() % 5 );
	    sem_post( &blank_number );
    }
}

int main(int argc, char *argv[] )
{
    pthread_t pid, cid;

    sem_init( &blank_number, 0, NUM );
    sem_init( &product_number, 0, 0);
    pthread_create( &pid, NULL, producer, NULL);
    pthread_create( &cid, NULL, consumer, NULL);
    pthread_join( pid, NULL );
    pthread_join( cid, NULL );
    sem_destroy( &blank_number );
    sem_destroy( &product_number );
    return 0;
}

运行结果

程序实现的是生产者生成资源，消费者取走资源。

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修改代码后

20201229%3+4=4,我们需要创建4个消费者线程。故我们需要添加互斥信号量mutex，加上头文件#include<unistd.h>,另外PV操作都要相应地加上对mutex互斥信号量的操作。创建线程是pthread_create( &cid1, NULL, consumer, NULL)。

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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>

#define NUM 3//资源的数量为3
int queue[NUM];
sem_t blank_number, product_number,mutex;//设置缓冲区空白位置数量、缓冲区产品数量、互斥信号量

void *producer ( void * arg )
{
    static int p = 0;

    for ( ;; ) {
	    sem_wait( &blank_number );//是否对生产者阻塞
	    sem_wait( &mutex);//占用互斥信号量，互斥信号量-1
	    queue[p] = rand() % 1000;//等待队列
	    printf("Product %d \n", queue[p]);
	    p = (p+1) % NUM;//因为资源只有3个，计数后还需要mod 3
	    sleep ( rand() % 5);//休眠
	    sem_post(&mutex); //释放互斥信号量
	    sem_post( &product_number );//是否唤醒消费者
    }
}
void *consumer ( void * arg )
{

    static int c = 0;
    for( ;; ) {
	    sem_wait( &product_number );//是否对消费者进行阻塞
	            sem_wait(&mutex);//互斥信号量 
	    printf("Consume %d\n", queue[c]);
	    c = (c+1) % NUM;//同理，资源数只有3个
	    sleep( rand() % 5 );
	    sem_post(&mutex);//互斥信号量
	    sem_post( &blank_number );//是否唤醒生产者
    }
}

int main(int argc, char *argv[] )
{
    pthread_t pid, cid1,cid2,cid3,cid4;//创建4个消费者线程
    sem_init( &blank_number, 0, NUM );//初始化空闲缓冲区信号量
    sem_init( &product_number, 0, 0);//初始化产品信号量
    sem_init( &mutex, 1, 1);//初始化互斥信号量
    pthread_create( &pid, NULL, producer, NULL);//创建生产者进程
    pthread_create( &cid1, NULL, consumer, NULL);//创建消费者线程
    pthread_create( &cid2, NULL, consumer, NULL);
    pthread_create( &cid3, NULL, consumer, NULL);
    pthread_create( &cid4, NULL, consumer, NULL);//这里创建了4个消费者线程
    pthread_join( pid, NULL );
    pthread_join( cid1, NULL );//等待消费者线程执行完毕
    pthread_join( cid2, NULL );
    pthread_join( cid3, NULL );
    pthread_join( cid4, NULL );//4个消费者线程执行完毕
    sem_destroy( &blank_number );//销毁信号量
    sem_destroy( &product_number );
    return 0;
  }

运行结果