记录型信号量解决生产者消费者问题

原创已于 2023-12-27 01:06:10 修改 · 689 阅读

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#c语言

于 2023-12-26 23:15:46 首次发布

本文详细描述了一个使用C语言实现的生产者消费者模型，通过互斥信号量mutex、empty和full来同步多线程对缓冲区的操作，展示了并发控制在处理共享资源时的应用。

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

#define BUFSIZE 5
#define pNUM 5  //生产者数量 
#define cNUM 5  //消费者数量 
int in=0 , out=0; //生产者指针和消费者指针 
//pthread_mutex_t ch_mutex;
sem_t mutex , empty , full; //互斥信号量-缓冲区互斥使用，empty缓冲区中空缓冲区的数量 
char nextp;
char buff[BUFSIZE]={'*','*','*','*','*'};
 
void printfBuff()
{
    int i;
    for(i=0;i<BUFSIZE;i++) printf("%c",buff[i]);
    printf("\n");
}

//生产者
void *producer(void *arg){
     int i = 0;
     while(i<3){        //每个生产者最多可以对缓冲区操作3次
		nextp = 'p';
		sem_wait(&empty); //申请一个空缓冲区 
		sem_wait(&mutex);
		buff[in] = nextp;       
		in = (in+1) % BUFSIZE; 
        i++;
        printf("生产者%ld生产一个p\t",pthread_self());
        printfBuff();
		sem_post(&mutex);
		sem_post(&full);                  
	}
}

//消费者
void *consumer(void *arg){
       int i = 0;
       while(i<3){   //每个消费者最多可以对缓冲区操作3次         
	      sem_wait(&full);
		  sem_wait(&mutex);
		  nextp = buff[out];
          buff[out] = '*';              
          out = (out+1) % BUFSIZE;            
          i++;
          printf("消费者%ld取出一个p\t",pthread_self()); 
          printfBuff();
		  sem_post(&mutex);
		  sem_post(&empty);            
       }	
}

int main()
{
      printf("BUFSIZE = 5\t");
      printfBuff();
	  sem_init(&mutex,0,1);
	  sem_init(&empty,0,BUFSIZE);
	  sem_init(&full,0,0);
	
	  pthread_t ptid[pNUM]; //5个生产者 
	  pthread_t ctid[cNUM]; //5个消费者 
	  int i1,j1,i2,j2;
	  for(i1=0;i1<pNUM;i1++){
		  pthread_create(&ptid[i1],NULL,producer,&i1);
	  }
	
	  for(i2=0;i2<5;i2++){
		  pthread_create(&ctid[i2],NULL,consumer,&i2);
	  }
      for(i1=0;i1<pNUM;i1++) pthread_join(ptid[i1],NULL);
      for(i2=0;i2<cNUM;i2++) pthread_join(ctid[i2],NULL);

      sem_destroy(&mutex);
      sem_destroy(&empty);
      sem_destroy(&full);
}

运行结果