实验三 进程同步
一、 实验目的：
1. 了解进程和线程的同步方法，学会运用进程和线程同步方法来解决实际
问题；
2. 了解windows系统下Win32 API或Pthread信号量机制的使用方法；
二、 实验预备内容：
1. 对书上所说基于信号量的有限缓冲的生产者－消费者问题；
2. 对于信号量的概念有大概的了解，知道如何用信号量的wiat()和
signal()函数如何取消应用程序进入临界区的忙等；
三、 实验环境说明：
此实验在Win7(32位)CodeBlocks环境下实现，采用WinAPI的信号量机制。
四、 实验内容：
设计一个程序解决有限缓冲问题，其中的生产者与消费者进程如下图所示。在Bounded-Buffer Problem（6.6.1节）中使用了三个信号量：empty（记录有多少空位）、full（记录有多少满位）以及mutex（二进制信号量或互斥信号量，以保护对缓冲区插入与删除的操作）。对于本项目，empty和full将采用标准计数信号量，而mutex将采用二进制信号量。生产者与消费者作为独立线程，在empty、full、mutex的同步前提下，对缓冲区进行插入与删除。本项目可采用Pthread或Win32 API。（本实验采用Win32 API）
五、 程序设计说明：
1.
全局变量：
定义缓冲区数组及其环形队列表达方式，定义mutex、empty、full三个信号量。empty记录缓冲区有多少个空位；full记录缓冲区有多少个满位；mutex作为互斥信号量，保护对缓冲区插入或删除的操作。
具体定义如下：
定义生产者、消费者线程结构和包含的信息：（由于题目中没有要求，因此只定义了编号一个变量）
2.
缓冲区：
缓冲区是一个元数据类型为buffer_item（可通过typedef定义）的固定大小的数组，按环形队列处理。buffer_item的定义及缓冲区大小可保存在头文件中：
A.
insert_item()：
先判断缓冲区是否已满，不满则向缓冲区中插入元素；
B.
remove_item()
先判断缓冲区是否为空，不空则从缓冲区中删除元素；
3.
生产者线程：
生产者线程交替执行如下两个阶段：睡眠一段随机事件，向缓冲中插入一个随机数。
4.
消费者线程：
消费者线程交替执行如下两个阶段：睡眠一段随机时间，醒后从缓冲
区内取出一项。
5.
Win32信号量机制： A. 创建线程（第四章）：
B.
创建互斥锁：
#include
mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
第一个参数为互斥锁的安全属性，置为NULL表示不允许任何子进程继承该锁的句柄；第二个参数表示创建该锁的是否为初始拥有者，
置为FALSE表示不是初始拥有者；第三个参数表示锁的命名，NULL表示没有对其命名；若创建互斥锁成功，CreateMutex()返回互斥锁的句柄，否则返回NULL。 C. 创建信号量：
#include
empty=CreateSemaphore(NULL,BUFFER_SIZE,BUFFER_SIZE,NULL); full=CreateSemaphore(NULL,0,BUFFER_SIZE + 1,NULL);
第一个参数表示安全属性；第二个参数表示信号量的初值；第三个参数表示信号量的最大值；第四个参数表示信号量的名称；若创建信号量成功，CreateSemaphore()返回指向信号量的句柄，否则返回NULL。
D. 获取信号量（相当于wait()函数）：
WaitForSingleObject(Semaphore, INFINITE);
若信号量的值大于0，则处于触发态，可以为调用线程获取。否则由于定义了INFINITE，调用线程会进行无穷等待直到信号量为触发态。
E. 递增信号量（相当于signal()函数）：
ReleaseSemaphore(Sem, 1, NULL); 第一个参数表示信号量的句柄；第二个参数表示信号量的递增大小；第三个参数表示信号量原值的指针；若成功，则ReleaseSemaphore()与ReleaseMutex()返回0，否则返回非0.
6. 主函数：