操作系统实验三 NACHOS Synchronization Using Semaphores

实验步骤与内容：

一、producer方法中：

1、准备message

每个message都有一个id，id用num表示，num代表某个producer产生的第几条message，这个值被放入到slot的value域中，message也带有另一个域thread_id其中放入producer的id号。

2、信号量的同步控制

首先要检查ring中是否已满，其中nempty的初值为ring的大小，当一个新的生产者到达之后，对nempty执行p操作，如果s的初值为零，则说明ring是满的，此时阻塞生产者进程，并用while循环查看s的值，当其不为零时跳出while循环，对s执行减一操作。若生产者可以放产品，那么就应该考虑临界区的问题，mutex初值为一，对其执行p操作，若临界区内没有程序正在执行。那么，mutex的值仍然为一，减一,producer进入临界区，执行put操作，否则，producer被阻塞直到mutex的值为一。当producer执行完get操作后，退出临界区，让mutex的值恢复为一，使下一个程序能够执行，并对nfull进行加一操作。宏观整个程序，发现每当一个producer执行操作时，会让nempty的值减一，nfull的值加一，这两个值总可以表示ring中空值的个数和满值的个数。

二、consumer方法中：

1、控制同步

在consumer方法中，consumer每次从ring中读取所有的message，因此for循环是无限循环的。其信号量机制和producer相似，但不同的是consumer每次要检查nfull以确保ring不为空，然后让nempty加一。

三、prodcons方法中：

1. 设置信号量初值

nempty和nfull分别代表了ring中空和满的位置数，其和为buff_size，初始ring是空的，因此nfull和nempty初值分别为0和buff_size。mutex用来控制临界区，其初值为1，当为零时，其他程序不能进入临界区。

1. 创建线程

首先用for循环创建出两个producer线程，然后创建出两个consumer线程。

四、编译

第一次编译时

说明creat、exit、write没有被声明，在prodcons++中添加声明：

分别用来声明write、exit、create方法

第二次编译时报错不能声明<stdlib.h>，即包含exit的库，删除#include <stdlib.h>，查看ring.cc文件，发现

即exit方法在ring.cc中被声明，但是在prodcons++文件中只声明了ring.h文件，于是，讲这段代码复制粘贴到ring.h文件中去。

编译成功。。。。

五、运行结果

1、没有任何参数：

所有的message都被第一个consumer获取了，而第二个consumer没有获取message。

temp_0:

temp_1为空。

1. 随机数为5

temp_0:

temp_1:

消费者零得到6条消息，消费者一得到2条消息。rs取值不同会产生不同结果。