Semaphore를 이용한 Bounded buffer

소개

Semaphore를 이용한 bounded buffer 프로그램입니다..
producer와 comsumer task를 thread와 process로 각각 구현해보았습니다..
이 프로그램은 Linux 상에서 구현된 코드입니다..
gcc 컴파일러를 통해 컴파일 하시기 바랍니다..
운영체제를 공부하는 학생분들에게 많은 도움이 되었으면 좋겠습니다..

목차

과제: Semaphore를 이용하여 Bounded buffer problem을 프로그램으로 구현하라.
target#1 Bounded buffer의 producer-consumer를 thread로 구현하라.
*프로그램 동작개요
*프로그램 코드

target#2 Process를 이용하여 Bounded buffer를 구현하라.
*프로그램 동작개요
*프로그램 코드

본문내용

target#1 Bounded buffer의 producer-consumer를 thread로 구현하라.

Producer와 Consumer는 shared 영역인 Bounded buffer를 두고 semaphore통해 동기화 되고 병행처리 될 수 있어야 한다. 그러기 위해서는 서로 독립된 일을 수행할 수 있어야 하는데 multi-threaded program의 개념을 통해 쉽게 구현 될 수 있다.
독립된 일을 수행하기 위해서 multi-processed program을 이용해서 구현 할 수 있지만 process에 비해 thread가 가볍고 data의 공유가 쉽기 때문에 Bounded buffer 정도의 가벼운 프로그램의 경우 thread를 이용하는 방법이 적합한 방법이라고 할 수 있다.

프로그램 동작개요
1. Main Process에서 producer thread와 consumer thread를 생성한다.
2. Main Process에서 Semaphore를 구성한다.
3. Thread 간에 Shared data는 buffer와 input, output counter이다.
4. Producer는 input file에서 item을 하나씩 읽어 buffer에 저장한다.
5. Consumer는 buffer에서 item을 읽어 output file에 출력한다.
6. Producer는 input file에서 ‘;’을 두 번 읽을 경우 작업을 종료한다.
7. Consumer는 ‘;’을 읽으면 작업을 종료한다.
8. 모든 Thread가 종료되면 Main Process는 Terminated 된다.

target#2 Process를 이용하여 Bounded buffer를 구현하라.

앞서 말한바와 같이 process를 이용하는 방법보다 thread를 이용하는 방법이 훨씬 구현이 쉽고 간단하지만 shared memory와 IPC의 개념을 파악하기 위해서 process를 이용해 Bounded buffer를 구현해보도록 한다. Process의 경우 다른 Process와는 완전히 다른 영역에 Memory가 할당되기 때문에 data를 share하기 위해서는 shared memory를 이용해야 한다.

참고자료

· Operating System Principles 7ed. - Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, & Greg Gagne