操作系统生产者消费者问题实验报告Word文件下载.docx
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1.生产者-消费者问题的多线程解决方案
2.设计一个执行矩阵乘法的多线程程序
三、项目要求与分析
1．请查阅资料，掌握线程创建的相关知识以及矩阵乘法的相关知识，了解java语言程序编写的相关知识
2．理解线程的实验步骤
在本次试验中，以“生产者-消费者”模型为依据，提供了一个多线程的“生产者-消费者”实例，编写java代码调试运行结果，得出相应的结论。
理解矩阵乘法的实验步骤
四、具体实现
1.生产者-消费者实例
（1）创建一个缓冲信息发送接收通道接口，并创建邮箱盒子类实现，主要代码如下：
//通道接口
publicinterfaceChannel
{
publicabstractvoidsend（Objectitem）;
publicabstractObjectreceive（）;
}
//实现接口
publicclassMessageQueueimplementsChannel
privateVectorqueue;
publicMessageQueue（）
{
queue=newVector（）;
}
publicvoidsend（Objectitem）
queue.addElement（item）;
publicObjectreceive（）
if（queue.size（）==0）
returnnull;
else
returnqueue.remove（0）;
（2）创建一个工厂多线程类（启动生产者和消费者），并且添加main函数进行测试，主要代码如下：
//工厂类与主方法
publicclassFactory
publicFactory（）
ChannelmailBox=newMessageQueue（）;
ThreadproducerThread=newThread（newProducer（mailBox））;
ThreadconsumerThread=newThread（newConsumer（mailBox））;
producerThread.start（）;
consumerThread.start（）;
publicstaticvoidmain（String[]args）
Factoryserver=newFactory（）;
（3）创建一个线程睡眠类，用于测试，主要代码如下：
publicclassSleepUtilities
publicstaticvoidnap（）
nap（NAP_TIME）;
publicstaticvoidnap（intduration）
intsleeptime=（int）（NAP_TIME*Math.random（））;
try
{Thread.sleep（sleeptime*1000）;
catch（InterruptedExceptione）{}
privatestaticfinalintNAP_TIME=5;
（4）创建生产者类实现Runnable，主要代码如下：
publicclassProducerimplementsRunnable
privateChannelmbox;
publicProducer（Channelmbox）
this.mbox=mbox;
publicvoidrun（）
Datemessage;
while（true）
SleepUtilities.nap（）;
message=newDate（）;
System.out.println（"
Producerproduced"
+message）;
mbox.send（message）;
（5）创建消费者类实现Runnable，主要代码如下：
publicclassConsumerimplementsRunnable
publicConsumer（Channelmbox）
message=（Date）mbox.receive（）;
if（message!
=null）
System.out.println（"
Consumerconsumed"
（6）调试程序，运行结果：
2.矩阵乘法实例
（1）初始化矩阵（便于观察，这里使用随机数生成矩阵），主要初始化代码如下
matrix1=newint[m][k];
matrix2=newint[k][n];
matrix3=newint[m][n];
//随机初始化矩阵a,b
fillRandom（matrix1）;
fillRandom（matrix2）;
staticvoidfillRandom（int[][]x）
{
for（inti=0;
i<
x.length;
i++）
for（intj=0;
j<
x[i].length;
j++）
//每个元素设置为0到99的随机自然数
x[i][j]=（int）（Math.random（）*100）;
}
（2）打印输出矩阵函数，主要代码如下：
staticvoidprintMatrix（int[][]x）
for（inti=0;
for（intj=0;
System.out.print（x[i][j]+"
"
）;
System.out.println（"
"
（3）创建多线程类，并实现Runnable接口同步对矩阵进行分行计算，主要代码如下：
//创建线程,数量<
=4
for（inti=0;
4;
if（index<
m）
Threadt=newThread（newMyThread（））;
t.start（）;
}else
break;
synchronizedstaticintgetTask（）
returnindex++;
return-1;
classMyThreadimplementsRunnable
inttask;
//@Override
MultiThreadMatrix.threadCount++;
while（（task=MultiThreadMatrix.getTask（））!
=-1）
进程:
+Thread.currentThread（）.getName（）+"
\t开始计算第"
+（task+1）+"
行"
MultiThreadMatrix.n;
MultiThreadMatrix.k;
MultiThreadMatrix.matrix3[task][i]+=MultiThreadMatrix.matrix1[task][j]*MultiThreadMatrix.matrix2[j][i];
MultiThreadMatrix.threadCount--;
（4）通过不断改变矩阵大小，线程数目，，调试程序，运行结果：
五、所遇问题与解决方法
1.在生产者-消费者多线程试验中，刚开始没有考虑到使用线程睡眠，运行结果速度之快，没法观看数据变化，后面定义了睡眠控制，使得问题得以解决
2.在多线程矩阵开发实验中，刚开始定义矩阵太小，测试结果不太明显，后面通过把矩阵改大，并且线程数目不断变化使得结果明显。
六、实验总结
深刻了解了生产者消费者多线程，进一步理解了“生产者-消费者”模型。
同时也掌握了一些java编程语言相关知识。
多线程矩阵实验中，发现矩阵小时，线程越少，运行时间越长；
而矩阵过大时，线程数量与运行时间成反比。
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