生产者消费者问题(windows)

C实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <windows.h>
#include <process.h>
#define ID_M 0
#define ID_P_FROM 1
#define ID_P_TO 2
#define ID_C_FROM 3
#define ID_C_TO 5
#define PROCESS_NUM 5 //5个进程,2个生产者,3个消费者
#define WORKS_P 6
#define WORKS_C 4
#define LETTER_NUM 3 //缓冲区 ,大小为3
#define SHM_NAME "BUFFER"
//缓冲区结构(循环队列)
struct mybuffer
{
  char letter[LETTER_NUM];
  int head;
  int tail;
  int is_empty;
};
//共享主存区结构
struct sharemem
{
  struct mybuffer data;
  int index;
  HANDLE semEmpty;
  HANDLE semFull;
};
//文件映射对象句柄
static HANDLE hMapping;
//子进程句柄数组
static HANDLE hs[PROCESS_NUM + 1];
//得到5000以内的一个随机数
int get_random()
{
  int t;
  srand((unsigned)(GetCurrentProcessId() + time(NULL)));
  t = rand() % 5000;
  return t;
}
//得到A~Z的一个随机字母
char get_letter()
{
  char a;
  srand((unsigned)(getpid() + time(NULL)));
  a = (char)((char)(rand() % 26) + 'A');
  return a;
}
//进程克隆(通过参数传递进程的序列号)
void StartClone(int nCloneID)
{
  char szFilename[MAX_PATH];
  char szCmdLine[MAX_PATH];
  STARTUPINFO si;
  PROCESS_INFORMATION pi;
  GetModuleFileName(NULL, szFilename, MAX_PATH);
  sprintf(szCmdLine, "\"%s\" %d", szFilename, nCloneID);
  memset(&si, 0, sizeof(si));
  si.cb = sizeof(si);
    //创建子进程
      BOOL bCreateOK = CreateProcess(szFilename, szCmdLine, NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, & si, & pi);
  hs[nCloneID] = pi.hProcess;
  return;
}
//创建共享主存区
HANDLE MakeSharedFile()
{
    //创建文件映射对象
      HANDLE hMapping = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, PAGE_READWRITE, 0, sizeof(struct sharemem), SHM_NAME);
  if (hMapping != INVALID_HANDLE_VALUE)
     
    {
         //在文件映射上创建视图
  LPVOID pData = MapViewOfFile(hMapping, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);
        if (pData != NULL)
  
      {
           ZeroMemory(pData, sizeof(struct sharemem));
          
      }
         //关闭文件视图
  UnmapViewOfFile(pData);
       
    }
  return (hMapping);
}
//主函数
int main(int argc, char *argv[])
{
  int i, j, k;
  int pindex = 1;
    //下一个要创建的子进程的序列号
      int nClone = ID_M;
    //本进程序列号
      char lt;
  SYSTEMTIME systime;
    //如果有参数,就作为子进程的序列号
      if (argc > 1)
 
  {
      sscanf(argv[1], "%d", & nClone);
     
  }
    //对于所有进程
      printf(" 当前进程ID: %d , 进程序号: %d\n", GetCurrentProcessId(), nClone);
    //对于主控进程
      if (nClone == ID_M)
 
  {
      printf("主进程启动成功\n");
       //创建数据文件
  hMapping = MakeSharedFile();
       //映射视图
  HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, FALSE, SHM_NAME);
      LPVOID pFile = MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);
      if (pFile != NULL)
  
    {
         struct sharemem *shm = (struct sharemem *)(pFile);
         shm->data.head = 0;
         shm->data.tail = 0;
         shm->index = 0;
         shm->semEmpty = CreateSemaphore(NULL, LETTER_NUM, LETTER_NUM, "SEM_EMPTY");
         shm->semFull = CreateSemaphore(NULL, 0, LETTER_NUM, "SEM_FULL");
         UnmapViewOfFile(pFile);
         pFile = NULL;
        
    }
      else   
    {
         printf("打开映射文件错误\n");
        
    }
      CloseHandle(hFileMapping);
       //依次创建子进程
  while (pindex <= PROCESS_NUM)
  
    {
         StartClone(pindex++);
        
    }
       //等待子进程完成
  for (k = 1; k < PROCESS_NUM + 1; k++)
  
    {
         WaitForSingleObject(hs[k], INFINITE);
         CloseHandle(hs[k]);
        
    }
      printf("主进程结束\n");
     
  }
    //对于生产者进程
      else if (nClone >= ID_P_FROM && nClone <= ID_P_TO)
 
  {
      printf("生产者 %d 进程开始成功\n", nClone - ID_M);
       //映射视图
  HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, FALSE, SHM_NAME);
      LPVOID pFile = MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);
      if (pFile != NULL)
  
    {
         struct sharemem *shm = (struct sharemem *)(pFile);
         shm->semEmpty = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_ACCESS, FALSE, "SEM_EMPTY");
         shm->semFull = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_ACCESS, FALSE, "SEM_FULL");
         for (i = 0; i < WORKS_P; i++)
   
      {
            WaitForSingleObject(shm->semEmpty, INFINITE);
            Sleep(get_random());
            shm->index++;
            shm->data.letter[shm->data.tail] = lt = get_letter();
            shm->data.tail = (shm->data.tail + 1) % LETTER_NUM;
            shm->data.is_empty = 0;
            GetLocalTime(&systime);
            printf("[%02d]\t", shm->index);
            printf("当前时间 %02d:%02d:%02d\t", systime.wHour, systime.wMinute, systime.wSecond);
            printf("生产者 %d 放入 '%c'\t当前缓冲区:", nClone - ID_M, lt);
            for (j = (shm->data.tail - 1 >= shm->data.head) ? (shm->data.tail - 1) : (shm->data.tail - 1 + LETTER_NUM); !(shm->data.is_empty) && j >= shm->data.head; j--)
    
        {
               printf("%c", shm->data.letter[j % LETTER_NUM]);
              
        }
            printf("\n");
            ReleaseSemaphore(shm->semFull, 1, NULL);
           
      }
         UnmapViewOfFile(pFile);
         pFile = NULL;
        
    }
      else   
    {
         printf("打开映射文件错误\n");
        
    }
      CloseHandle(hFileMapping);
      printf("生产者 %d 进程结束\n", nClone - ID_M);
     
  }
    //对于消费者进程
      else if (nClone >= ID_C_FROM && nClone <= ID_C_TO)
 
  {
      printf("消费者 %d 进程开始成功\n", nClone - ID_P_TO);
       //映射视图
  HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, FALSE, SHM_NAME);
      LPVOID pFile = MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);
      if (pFile != NULL)
  
    {
         struct sharemem *shm = (struct sharemem *)(pFile);
         shm->semEmpty = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_ACCESS, FALSE, "SEM_EMPTY");
         shm->semFull = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_ACCESS, FALSE, "SEM_FULL");
         for (i = 0; i < WORKS_C; i++)
   
      {
            WaitForSingleObject(shm->semFull, INFINITE);
            Sleep(get_random());
            shm->index++;
            lt = shm->data.letter[shm->data.head];
            shm->data.head = (shm->data.head + 1) % LETTER_NUM;
            shm->data.is_empty = (shm->data.head == shm->data.tail);
            GetLocalTime(&systime);
            printf("[%02d]\t", shm->index);
            printf("当前时间 %02d:%02d:%02d\t", systime.wHour, systime.wMinute, systime.wSecond);
            printf("消费者 %d 拿走 '%c'\t当前缓冲区:", nClone - ID_P_TO, lt);
            for (j = (shm->data.tail - 1 >= shm->data.head) ? (shm->data.tail - 1) : (shm->data.tail - 1 + LETTER_NUM); !(shm->data.is_empty) && j >= shm->data.head; j--)
    
        {
               printf("%c", shm->data.letter[j % LETTER_NUM]);
              
        }
            printf("\n");
            ReleaseSemaphore(shm->semEmpty, 1, NULL);
           
      }
         UnmapViewOfFile(pFile);
         pFile = NULL;
        
    }
      else   
    {
         printf("打开映射文件错误\n");
        
    }
      CloseHandle(hFileMapping);
      printf("消费者 %d 进程结束\n", nClone - ID_P_TO);
     
  }
  CloseHandle(hMapping);
  hMapping = INVALID_HANDLE_VALUE;
  return 0;
}

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