linux下C语言实现生产者消费者问题

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:
这里写图片描述

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:
这里写图片描述

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