经典进程的同步问题：生产者-消费者问题

最新推荐文章于 2022-07-11 09:13:18 发布

Child_heart

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分类专栏：操作系统

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本文深入探讨了生产者-消费者问题的经典解决方案，通过信号量和互斥锁确保了资源的正确访问。详细介绍了如何使用AND信号量避免死锁风险，确保了生产者和消费者在共享缓冲池中高效且安全地交互。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.生产者-消费者问题

假定在生产者和消费者之间的公用缓冲池中具有n个缓冲区，消费者不能同时取一个缓冲区的产品，生产者不能同时向同一个缓冲区放入产品。只有缓冲区中有产品时，消费者才可以取产品，只有缓冲区有空时，生产者才可以放入产品。消费者与生产者也不能同时对同一个缓冲区进行操作。

int in=0,out=0;

item buffer[n];

semaphore mutex=1,empty=n,full=0;//empty代表缓冲池中的空的数量，full代表缓冲池中的产品数

void producer(){//生产者
  do{
   producer an item nextp;
   ...
   wait(empty);//缓冲池是否为空，如果有空就继续进行，否则阻塞
   wait(mutex);//实现生产者消费者之间的互斥
   buffer[in]=nextp;
   in=(in+1)%n;
   signal（mutex）;
   signal(full);//释放产品的数量
 }while（TRUE）；
}
void consumer(){
do{
  wait(full);//判断是否有产品
  wait(mutex)；
  //取产品
  nextc=buffer[out];
  out=(out+1)%n;
  signal(mutex);
  signal(empty);
  ...
}while(TRUE)
}
void main(){
  cobegin
    proceder(); consumer();
  coend;
}

，此方法需要连续申请两个信号量，所以有可能只申请了一个信号量，就被中断，可能会造成死循环，解决方法时使用AND信号量。

int in=0,out=0;

item buffer[n];

semaphore mutex=1,empty=n,full=0;//empty代表缓冲池中的空的数量，full代表缓冲池中的产品数

void producer(){//生产者
  do{
   producer an item nextp;
   ...
   Swait(empty,mutex);//同时申请两个信号量
   buffer[in]=nextp;
   in=(in+1)%n;
   signal（mutex）;
   signal(full);//释放产品的数量
 }while（TRUE）；
}
void consumer(){
do{
  Swait（full，mutex）；
  //取产品
  nextc=buffer[out];
  out=(out+1)%n;
  signal(mutex);
  signal(empty);
  ...
}while(TRUE)
}
void main(){
  cobegin
    proceder(); consumer();
  coend;
}