操作系统进程同步实验报告实验三: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):①将信号量S的值减1,即S=S-1;②如果S30,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):①将信号量S的值加1,即S=S+1;②如果S>0,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。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S30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S<0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S£0,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①wait();阻塞父进程,子进程执行;②#include#includekey_tftok(char*pathname,charproj);它返回与路径pathname相对应的一个键值。③intsemget(key_tkey,intnsems,intsemflg)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,否则返回-1。④intsemop(intsemid,structsembuf*sops,unsignednsops);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。⑤intsemctl(intsemid,intsemnum,intcmd,unionsemunarg)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:#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#definePERMS_IRUSR|S_IWUSR#defineSEMKEY(key_t)0x200typedefunion_senum{intval;structsemid_ds*buf;ushort*array;}semun;intsemid;staticintcount=0;FILE*fp,*fp1,*fp2;structsembufprmutex={0,-1,0},pwmutex={1,-1,0},ps={2,-1,0};structsembufvrmutex={0,1,0},vwmutex={1,1,0},vs={2,1,0};intinitsem(){semunx;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("semctlfailed\n");return(-1);}if(semctl(semid,1,SETVAL,x)==-1){perror("semctlfailed\n");return(-1);}if(semctl(semid,2,SETVAL,x)==-1){perror("semctlfailed\n");return(-1);}return(semid);}main(){inti,j,k;staticinta[30];intshmid;int*pint,*pint2,addr,addr2;for(i=0;i<30;i++){a[i]=i;}if((shmid=shmget(IPC_PRIVATE,4,PERM))==-1){fprintf(stderr,"CreateShareMemoryError:%s\n\a",strerror(errno));exit(1);}addr=shmat(shmid,0,0);pint=(int*)addr;*pint=0;semid=initsem();if(fork()==0){//writersemop(semid,&pwmutex,1);printf("callwriter\n");fp1=fopen("a.txt","w");for(k=0;k<20;k++){fprintf(fp1,"%d\n",5*k);printf("write%d\n",5...