【实验题目】：进程同步（互斥）

【实验学时】：4学时

【实验目的】

通过这次实验，加深对进程同步概念的理解，进一步掌握进程同步机制、进程同步算法和进程同步的评价。

【实验内容】

问题描述：

以生产者消费者模型为基础，在Windows环境下创建一个控制台进程（或者界面进程），在该进程中创建读者写者线程模拟生产者和消费者。写者线程写入数据，然后将数据放置在一个空缓冲区中供读者线程读取。读者线程从缓冲区中获得数据，然后释放缓冲区。当写者线程写入数据时，如果没有空缓冲区可用，那么写者线程必须等待读者线程释放出一个空缓冲区。当读者线程读取数据时，如果没有满的缓冲区，那么读入线程将被阻塞，直到新的数据被写进去。

实现提示：

本实验要求设计并实现一个进程，该进程拥有一个生产者线程和一个消费者线程，它们使用N个不同的缓冲区（N为一个确定的数值，本实验中取N=16）。你需要使用如下信号量：

一个互斥信号量mutex，用以阻止生产者线程和消费者线程同时操作缓冲区列表；

一个信号量full，当生产者线程生产出一个物品时可以用它向消费者线程发出信号；

一个信号量empty，消费者线程释放出一个空缓冲区时可以用它向生产者线程发出信号；

源代码：复制到Pycharm或者jupyter notebook可以直接跑！！！

import threading
import time
import randomcount=0  #使用共享区的模拟变量
condition = threading.Condition()class Producer(threading.Thread):    #使创建的类继承threading.Threaddef __init__(self,threadName):    #重写其构造方法threading.Thread.__init__(self)self.threadName = threadNamedef run(self):global count  #引入全局变量while True:if condition.acquire():     #使用条件对象获取锁并锁定if count>=16:           #判断是否超过上限print('共享区已满，生产者Producer进入阻塞状态，停止放入！')condition.wait()    #使当前进程进入阻塞状态else:count += 1      #放入缓冲区msg = time.ctime()+' '+self.threadName+'生产了1件商品放入缓冲区，共享区总计商品个数:'+str(count)print(msg)condition.notify()   #唤醒其他阻塞状态的进程condition.release()   #解除锁定time.sleep(random.randrange(10)/5)  #随机休息n秒class Customer(threading.Thread):  #消费者的线程类def __init__(self,threadName):threading.Thread.__init__(self)self.threadName = threadNamedef run(self):global countwhile True:if condition.acquire():if count < 1:print("共享区为空，消费者Customer线程进入阻塞状态，停止获取！")condition.wait()  #当前进程进入阻塞状态else:count -= 1msg=time.ctime()+' '+self.threadName + '消费了1件商品，共享区总计商品个数为：'+str(count)print(msg)condition.notify() #唤醒其他阻塞线程condition.release()  #解除锁定time.sleep(random.randrange(10)/2) #随即休眠n秒if __name__ == "__main__":for i in range(2):p = Producer('[生产者-'+str(i+1)+']')p.start()   #启动生产者线程for i in range(5):c = Customer('[消费者-'+str(i+1)+']')c.start()   #启动消费者线程

特别说明：需要手动终止运行，否则程序会一直进行输出！！！

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