操作系统实验4.2

1. 在虚拟机上安装必要的工具

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential

2. 编写C程序

mkdir sync.c

#include <semaphore.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>  // 添加这个头文件

#define MAX 256

char *buffer;
sem_t empty;
sem_t full;
sem_t mutex;

void* producer(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&empty); // empty的P操作
        sem_wait(&mutex); // mutex的P操作
        printf("input something to buffer: ");
        buffer = (char *)malloc(MAX);
        fgets(buffer, MAX, stdin); // 输入产品至缓冲区
        sem_post(&mutex); // mutex的V操作
        sem_post(&full);  // full的V操作
        sleep(1);  // 生产一个产品后等待1秒，模拟生产过程
    }
}

void* consumer(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&full); // full的P操作
        sem_wait(&mutex); // mutex的P操作
        printf("read product from buffer: %s", buffer); // 从缓冲区中取出产品
        memset(buffer, 0, MAX); // 清空缓冲区
        free(buffer);
        sem_post(&mutex); // mutex的V操作
        sem_post(&empty); // empty的V操作
        sleep(1);  // 消费一个产品后等待1秒，模拟消费过程
    }
}

int main() {
    pthread_t id_producer, id_consumer;
    int ret;

    // 初始化信号量
    sem_init(&empty, 0, 10); // 设置empty的初值为10
    sem_init(&full, 0, 0);   // 设置full的初值为0
    sem_init(&mutex, 0, 1);  // 设置mutex的初值为1

    // 创建生产者进程
    ret = pthread_create(&id_producer, NULL, producer, NULL);
    if (ret != 0) {
        printf("Producer creation failed\n");
        exit(1);
    }

    // 创建消费者进程
    ret = pthread_create(&id_consumer, NULL, consumer, NULL);
    if (ret != 0) {
        printf("Consumer creation failed\n");
        exit(1);
    }

    // 等待生产者进程结束
    pthread_join(id_producer, NULL);
    // 等待消费者进程结束
    pthread_join(id_consumer, NULL);

    // 删除信号量
    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&full);
    sem_destroy(&mutex);

    printf("The End...\n");
    return 0;
}

3. 编译和运行程序

gcc sync.c -lpthread -o sync
./sync

运行示例

input something to buffer:The first product.
read product from buffer:The first product.