linux下C语言实现生产者消费者问题

文章最后更新时间为：2018年08月14日 10:22:03

问题描述：

缓冲区大小为N，生产者产生物品放到缓冲区，消费者将物品从缓冲区移走
互斥关系：
对缓冲区得访问需要互斥，包括生产者和生产者之间、消费者和消费者之间、生产者和消费者之间。
同步关系：
当缓冲区满时生产者进程需要等待，当缓冲区空时消费者进程需要等待。

解题思路：

用信号量解决生产者消费者问题。

• 互斥：

有节缓冲区是一个临界资源，对临界资源得访问需要设置一个信号量mutex

• 同步：
  设置两个同步信号量empty和full，其初值分别为n、0，用于临界资源得具体数目，同时也可以表示等待条件

具体如下：

代码实现：

#include <stdio.h>  
#include <pthread.h>  
#include<semaphore.h>

sem_t empty,full;                //定义全局同步信号量empty，full
pthread_mutex_t mutex;          //定义一个全局互斥量，在不同函数中  
int buffer_count=0;             //定义一个全局变量，表示管道内得产品数目  
  
void *producer( void *arg );    //生产者线程  
void *consumer( void *arg );    //消费者线程  
  
int main(int argc , char *argv[]){  
    pthread_t thrd_prod , thrd_cons;  
  
    pthread_mutex_init( &mutex , NULL );    //初始化互斥量  
      sem_init (&empty, 0, 5);            //初始化empty信号量
    sem_init (&full, 0, 0);            //初始化full信号量
    //创建生产者和消费者线程  
    if( pthread_create( &thrd_prod , NULL, producer ,  
                NULL ) != 0 )  
        printf( "thread create failed." ); 
  
    if( pthread_create( &thrd_cons , NULL, consumer ,  
                NULL ) != 0 )  
        printf( "thread create failed." );  
  
    //等待线程结束  
    if( pthread_join( thrd_prod , NULL ) != 0 )  
        printf( " wait thread failed.");  
    if( pthread_join( thrd_cons , NULL ) != 0 )  
        printf( " wait thread failed.");  
      sem_destroy (&full);               //释放同步量
      sem_destroy(&empty);            //释放同步量
    pthread_mutex_destroy( &mutex );        //关闭互斥量  
    return 0;  
}  
  
void *producer( void *arg){  
    while(1){  
        sem_wait(&empty);  //empty-1 
        pthread_mutex_lock( &mutex );   //加锁  
        //成功占有互斥量，接下来可以对缓冲区（仓库）进行生产  
        //操作  
        printf( " producer put a product to buffer."); 
        buffer_count++;
        printf("the buffer_count is %d\n",buffer_count) ;  
        pthread_mutex_unlock( &mutex ); //解锁
        sem_post(&full);          //full+1 
    }  
}  
void *consumer( void *arg ){  
    while(1)
        {
        sem_wait(&full); //full-1
        pthread_mutex_lock( &mutex );   //加锁  
        //成功占有互斥量，接下来可以对缓冲区（仓库）进行取出  
        //操作  
        printf( " consumer get a product from buffer.");  
          buffer_count--;
        printf("the buffer_count is %d\n",buffer_count) ;
        pthread_mutex_unlock( &mutex ); //解锁  
        sem_post(&empty);        //empty-1 
      }
}

结果如下：