linux 生产者和消费者的实现

互斥与同步

       互斥和同步是两个紧密相关而又容易混淆的概念。

       互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源，如“第一类读写者模型”。

生产者－消费者模型

       生产者－消费者模型是指：

1．  生产者进行生产将物品放入仓库，同一时间只能有一个生产者将物品放入仓库，如果仓库满，生产者等待。

2．  消费者从仓库中取出物品，同一时间只能有一个消费者取出物品，如果仓库空，消费者等待；

3．  生产者将物品放入仓库时消费者不能同时取；

4．  消费者取物品时生产者不能放入物品；

总之，就是生产者群体或消费者群体内部是互斥的，两个群体之间是同步的。

当只有一个生产者、消费者时，由于同一群体内部不需要互斥，所以只需在群体之间实 现同步即可。

代码：

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

#include<semaphore.h>
#define N 2 //生产者和消费者个数
#define M 10  //缓冲区大小
int in=0;//生产者写的位置 
int out=0;//消费者取的位置
int buf[M]={0};

sem_t empty_sem;//空信号量
sem_t full_sem;//满信号量
pthread_mutex_t mutex;//互斥的
int product_id=0;
int purchase_id=0;
void print(){
  int i;
  for( i=0;i<M;++i){
   printf("%d ",buf[i]);
  }
  printf("\n");
}
void* product(){
 int id=++product_id;
 while(1){
   sleep(1);
   sem_wait(&empty_sem);
   pthread_mutex_lock(&mutex);
   in =in%M;
   printf("product_id:%d in %d like:",id,in);
   buf[in]=1;
   print();
   ++in;
   pthread_mutex_unlock(&mutex);
   sem_post(&full_sem);
 }
}
void* purchase(){
  int id=++purchase_id;
  while(1){
    sleep(1);
    sem_wait(&full_sem);
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    out=out%M;
    printf("purchse %d in % d like:",id,out);
    buf[out]=0;
    print();
    ++out;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    sem_post(&empty_sem);
  }
}
int main(){
  pthread_t id[N];
  pthread_t id2[N];
  int i;
  int ret[N];
  int ini1=sem_init(&empty_sem,0,M);
  int ini2=sem_init(&full_sem,0,0);
  int ini3=pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
  for(i=0;i<N;++i){
   ret[i]=pthread_create(&id[i],NULL,product,NULL);
   
  }
  for(i=0;i<N;++i){
    ret[i]=pthread_create(&id2[i],NULL,purchase,NULL);

  }
  for(i=0;i<N;++i){
    pthread_join(id[i],NULL);
    pthread_join(id2[i],NULL);
  }
 return 0;
}