class="markdown_views prism-kimbie-light"> 开学第一个礼拜就开始验收操作系统设计，很醉，在家效率基本为负，所以加班加点和小伙伴们合力完成这个设计，因为二次开发更具性价比，所以本次参考的博文有： System V 信号量（生产者与消费者模型）

设计要求

• 设置两类进程/线程，一类为生产者，一类为消费者;
• 建立缓冲区的数据结构，应用System V信号量机制实现互斥访问；
• 以读取配置文件的方式配置生产者和消费者进程参数（个数，生产/消费时间）；
• 进程运行过程中输出相关信息（运行时刻，缓冲区占用、生产/消费物品个数）。

思路：

首先利用Linux本身具备的C语言库文件，结合IPC内核和共享内存，应用System　V信号量机制简单的实现互斥访问，然后再通过简单的C语言基本语法读取文件方式实现配置文件等等

正文：

1. PV 原语

• P(S) ：表示将资源 S 数量减 1，即 S = S - 1. 如果 S <= 0，该进程进入等待。
• V(S)：表示将资源 S 数量加 1，即 S = S + 1. 如果 S > 0，该进程继续执行，否则释放一个正在等待的进程。

PV 操作是原子的，原子操作可以理解为一次性执行完若干条机器指令，中间不能打断。如果一个操作不是原子的，就可能会产生竞态错误。

• 生产者进程（资源以ｃａｋｅ为例子）

while(1) { P(EMPTY); // 减少一个空缓冲区个数 P(MUTEX); if (cake < 5) { cake++; } V(MUTEX); V(FULL); // 增加一个蛋糕个数 }

• 消费者进程

while(1) { P(FULL); // 减少一个蛋糕个数 P(MUTEX); if (cake > 0) { cake--; } V(MUTEX); V(EMPTY); // 增加一个空缓冲区个数 } 如果用来描述蛋糕个数的信号量 FULL <= 0 了，消费者执行到 P(FULL) 就会立即被投入等待状态，不再被 OS 调度。什么时候 FULL > 0 了，才可能会被 OS 调度。 **基本上这就是实现生产者和消费者互斥访问的模型了，接下来就是应用Linux下的C语言库文件实现以上模型。**

２.Linux下的IPC

参考博文：【Linux编程】进程间通信（IPC） 通过了解我们可以清楚的知道，有五个库文件是值得我们留意的： 而我们本次使用到的这两个正是信号量（#include <　sys/shm.h>　共享内存和#include <　sys/sem.h>　符合 System V 标准的 semaphore接口）

设计的过程中主要涉及到的问题有

• 如何快速的理解生产者－消费者模型
• 如何在Linux下快速开始C语言模块（编写Makefile）
• 如何方便快捷的熟悉IPC内核库文件和System　V接口
• 如何编写配置文档
  -　等等

因为是二次开发，所以必须在前人的基础上进行改良，首要任务就是理解源码才能够二次开发，所以时间上比较捉急，但东西就是这样，一遍不熟，多弄几遍就熟了。 看下运行效果： 编写的Makefile

运行原理

首先创建和初始化IPC内核，然后创建共享内存，开启生产者和消费者进程，它们分别作用于同样的缓冲区中，因为引入了Linux下的线程库（ｐｔｈｒｅａｄ．ｈ），所以通过调用Linux下的多线程，实现多个生产者线程和多个消费者线程， （ｃｏｎｆｉｇ．ｃｏｎｆ）配置文件说明：

• １、生产者生产时间（sleep实现）
• ２、消费者消费时间（通过sleep实现）
• ３、消费者次数
• ４、缓冲区大小
• ５、生产个数（每次）
• ６、消费个数（每次）

代码已上传至：http://download.csdn.net/download/mikeoperfect/10267899

小结：

时间很紧张，不过得亏是个简单的生产者－消费者模型，所以理解上还是挺不错的，Linux下编写Makefile真的很不错，最起码执行起来很方便，C语言库文件确实很多，不过最重要的还是要先懂得原理模型，才能够快速的实现二次开发，所以操作系统还是挺重要的。