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(C语言)多进程实现消费者生产者pv操作(Windows和Linux版本)

多进程实现消费者生产者问题

一,实验目的
1,了解生产者消费者的互斥与同步问题
2,掌握Windows和Linux的进程通信方法

二,实验要求
完成Windows版本和Linux版本。
一个大小为3的缓冲区,初始为空。
2个生产者
随机等待一段时间,往缓冲区添加数据,
若缓冲区已满,等待消费者取走数据后再添加
重复6次

3个消费者
随机等待一段时间,从缓冲区读取数据
若缓冲区为空,等待生产者添加数据后再读取
重复4次

显示每次添加和读取数据的时间及缓冲区的状态

三,实验环境
Windows版本:Windows 10 64位系统,Dev-cpp编译器
Linux版本:Fedora29版本,gcc环境 vim文本编辑器

四,实验代码结构
1),pv操作伪代码:
array[3]:interger//缓冲区定义,大小为三
int empty=3,full=0;
int mutex=1;
i=0,j=0//缓冲区指针
x,y:item //产品变量
生产者: 消费者:
begin:
produce a product to x;
P(empty);
P(mutex);
array[i]=x;
ii=(i+1)%3;
V(full);
V(mutex);
,,,,,, ………,
End

消费者:

2)实验代码分析

Windows版本:

思路分析:Windows创建多进程使用creatprocess()函数调用自己,通过多次创建得到两个生产者进程三个消费者进程,在之中运行相应的生产者函数,消费者函数。在通过传入参数不同,来辨别是第一次主进程还是生产者进程,消费者进程。通过构建共享内存区进行进程间通信。

①多进程创建

② 构建共享内存区,再将文件映射到本进程,初始化

③在主创建进程间信号量full empty

分别在生产者消费者进程创建互斥访问量mutex

④同过argv量的不同判断进程归属

⑤运行结果:

全部代码见后

Linux版本:

思路分析:Linux使用fork进行多进程创建,分别在进程中运行消费者函数,生产者函数。建立共享主存区很信号量在进程建进行通信和缓存访问

②建立共享主存并进行映射

③创建进程间信号量full,empty和互斥量 mutex,并初始化

④实验结果:

五, 实验总结

本次实验获得圆满成功。

本次实验通过分别编写Windows和Linux版本的多进程实现消费者和生产者问题,了解生产者消费者的互斥与同步问题,掌握Windows和Linux的进程通信方法,也同时加强自己对多进程操作的理解。

代码:
Windows版本:

Linux版本:

编程思想之多线程与多进程——以操作系统的角度述说线程与进程

什么是线程

什么是线程?线程与进程与有什么关系?这是一个非常抽象的问题,也是一个特别广的话题,涉及到非常多的知识。我不能确保能把它讲的话,也不能确保讲的内容全部都正确。即使这样,我也希望尽可能地把他讲通俗一点,讲的明白一点,因为这是个一直困扰我很久的,扑朔迷离的知识领域,希望通过我的理解揭开它一层一层神秘的面纱。
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OS: 生产者消费者问题(多进程+共享内存+信号量)

一. 引子

时隔一年再次用到 cout 的时候,哥潸然泪下,这是一种久别重逢的感动,虽然基本忘光了。趁着有大把时间,再把生产者消费者问题巩固一下,用纯C吧。珍惜能写代码的幸福时光。

二. 分析

生产者和消费者问题是多个相互合作的进程之间的一种抽象。生产者和消费者之间的关系:
1.  对缓冲区的访问是互斥的。由于两者都会修改缓冲区,因此,一方修改缓冲区时,另一方不能修改,这就是互斥。
2.  一方的行为影响另一方。缓冲区不空,才能消费,何时不空?生产了就不空;缓冲区满,就不能生产,何时不满?消费了就不满。这是同步关系。
为了描述这种关系,一方面,使用共享内存代表缓冲区;另一方面,使用 互斥信号量 控制对缓冲区的访问,使用同步信号量描述两者的依赖关系。
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linux 本地通信实例 AF_UNIX

程序说明
程序里包含服务端和客户端两个程序,它们之间使用 AF_UNIX 实现本机数据流通信。使用 AF_UNIX 域实际上是使用本地 socket 文件来通信。
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网络服务端开发小结(短连接、长连接、进程池、线程池)

平时对网络编程方面比较感兴趣,看了一些相关的资料,自己也尝试写过一些不同网络模型的服务程序。这次刚好有一个新的需求,需要开发一个转发服务器。之前开发的项目,网络通讯都是处理联机交易的,网络连接都是采用短连接,这次的服务端,采用长连接的方式。
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一个进程池的服务器程序

下面做了非常简单的http服务器,该服务器只能接收Get请求。
流程大概如下:
1,父进程listen,创建pipe(下面所有父子进程之间的通信都用该pipe)
2,父进程预fork n个子进程
3,各个子进程accept(listenfd),即所有子进程竞争accept请求。由于listenfd是在fork之前就有的,所以所有子进程都可以访问到,不需用到“进程间文件描述符传递”问题;
4,子进程每accept到一个请求都告诉父进程,父进程把请求数加1;子进程没完成一个请求,父进程把请求数减1;当父进程发现请求数 >= 子进程数时,父进程创建新的子进程,并把子进程数加1(当然子进程数有个预先上限);当父进程发现子进程数大于请求数加1时,父进程杀死多余的子进程。
总的来说,思想是让子进程accept并处理请求,父进程通过子进程发来的信息控制请求数与子进程数之间的关系。
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linux下C 线程池的原理讲解和代码实现(能自行伸缩扩展线程数)

什么线程池,为什么要使用线程池?下面是一个比喻。

阶段一、一个医院,每天面对成千上万的病人,处理方式是:来一个病人找来一个医生处理,处理完了医生也走了。当看病时间较短的时候,医生来去的时间,显得尤为费时了。

阶段二、医院引进了线程池的概念。设置门诊,把医生全派出去坐诊,病人来看病先挂号排队,医生根据病人队列顺序依次处理各个病人,这样就省去医生来来去去的时间了。但是,很多时候病人不多,医生却很多导致很多医生空闲浪费水电资源撒。

阶段三、医院引进了可伸缩性线程池的概念,如阶段二,但是门诊一开始只派出了部分医生,但是增加了一个领导,病人依旧是排队看病,领导负责协调整个医院的医生。当病人很多医生忙不过来的时候,领导就去多叫几个医生来帮忙;当病人不多医生太多的时候,领导就叫一些医生回家休息去免得浪费医院资源。
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简单Linux C线程池

大多数的网络服务器,包括Web服务器都具有一个特点,就是单位时间内必须处理数目巨大的连接请求,但是处理时间却是比较短的。在传统的多线程服务器模型中是这样实现的:一旦有个请求到达,就创建一个新的线程,由该线程执行任务,任务执行完毕之后,线程就退出。这就是”即时创建,即时销毁”的策略。尽管与创建进程相比,创建线程的时间已经大大的缩短,但是如果提交给线程的任务是执行时间较短,而且执行次数非常频繁,那么服务器就将处于一个不停的创建线程和销毁线程的状态。这笔开销是不可忽略的,尤其是线程执行的时间非常非常短的情况。
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Linux下设计一个简单的线程池

定义

什么是线程池?简单点说,线程池就是有一堆已经创建好了的线程,初始它们都处于空闲等待状态,当有新的任务需要处理的时候,就从这个池子里面取一个空闲等待的线程来处理该任务,当处理完成了就再次把该线程放回池中,以供后面的任务使用。当池子里的线程全都处理忙碌状态时,线程池中没有可用的空闲等待线程,此时,根据需要选择创建一个新的线程并置入池中,或者通知任务线程池忙,稍后再试。
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Linux进程间通信——使用数据报套接字

前一篇文章,Linux进程间通信——使用流套接字介绍了一些有关socket(套接字)的一些基本内容,并讲解了流套接字的使用,这篇文章将会给大家讲讲,数据报套接字的使用。

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