关于 生产者与 消费者问题 代码 ++ 注释

 

  #include   <windows.h>  
  #include   <iostream>  
    using namespace std;
  const   unsigned   short   SIZE_OF_BUFFER   =   10;   //缓冲区长度  
  unsigned   short   ProductID   =   0;         //产品号  
  unsigned   short   ConsumeID   =   0;         //将被消耗的产品号  
  unsigned   short   in   =   0;             //产品进缓冲区时的缓冲区下标  
  unsigned   short   out   =   0;             //产品出缓冲区时的缓冲区下标  
   
  int   g_buffer[SIZE_OF_BUFFER];         //缓冲区是个循环队列  
  bool   g_continue   =   true;             //控制程序结束  
  HANDLE   g_hMutex;               //用于线程间的互斥  
  HANDLE   g_hFullSemaphore;           //当缓冲区满时迫使生产者等待  
  HANDLE   g_hEmptySemaphore;           //当缓冲区空时迫使消费者等待  
   
  DWORD   WINAPI   Producer(LPVOID);         //生产者线程  
  DWORD   WINAPI   Consumer(LPVOID);         //消费者线程  
   
  int   main()  
  {  
          //创建各个互斥信号  
          g_hMutex   =   CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);  
          g_hFullSemaphore   =   CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);
          g_hEmptySemaphore   =   CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);  
   
          //调整下面的数值，可以发现，当生产者个数多于消费者个数时，  
          //生产速度快，生产者经常等待消费者；反之，消费者经常等待    
          const   unsigned   short   PRODUCERS_COUNT   =   5;     //生产者的个数  
          const   unsigned   short   CONSUMERS_COUNT   =   2;     //消费者的个数  
   
          //总的线程数  
          const   unsigned   short   THREADS_COUNT   =   PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;  
   
          HANDLE   hThreads[PRODUCERS_COUNT];   //各线程的handle  
          DWORD   producerID[CONSUMERS_COUNT];   //生产者线程的标识符  
          DWORD   consumerID[THREADS_COUNT];   //消费者线程的标识符  
   
          //创建生产者线程  
          for   (int i=0;i<PRODUCERS_COUNT;++i){  
                  hThreads[i]=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerID[i]);  
                  if   (hThreads[i]==NULL)   return   -1;  
          }  
          //创建消费者线程  
          for   (int i1=0;i1<CONSUMERS_COUNT;++i1){   //创建线程 需要很短的时间 线程创建后就会进行 无序、混乱的运行 只有进行控制之后才进行有序的运行 刚开始 是 脱缰的野马
                  hThreads[PRODUCERS_COUNT+i]=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerID[i1]);  
                  if   (hThreads[i1]==NULL)   return   -1;  
          }  
   
          while(g_continue){  
                  if(getchar()){   //按回车后终止程序运行  
                          g_continue   =   false;  
                  }  
          }  
   
          return   0;  
  }  
  //几个线程都已经建立完成 
  //生产一个产品。简单模拟了一下，仅输出新产品的ID号  
  void   Produce()  
  {  
          std::cerr   <<   "Producing   "   <<   ++ProductID   <<   "   ...   ";  
          std::cerr   <<   "Succeed"   <<   std::endl;  
  }  
   
  //把新生产的产品放入缓冲区  
  void   Append()  
  {  
          std::cerr   <<   "Appending   a   product   ...   ";  
          g_buffer[in]   =   ProductID;  
          in   =   (in+1)%SIZE_OF_BUFFER;  
          std::cerr   <<   "Succeed"   <<   std::endl;  
   
          //输出缓冲区当前的状态  
          for   (int   i=0;i<SIZE_OF_BUFFER;++i){  
                  std::cout   <<   i   <<":   "   <<   g_buffer[i];  
                  if   (i==in)   std::cout   <<   "   <--   生产";  
                  if   (i==out)   std::cout   <<   "   <--   消费";  
                  std::cout   <<   std::endl;  
          }  
  }  
   
  //从缓冲区中取出一个产品  
  void   Take()  
  {  
          std::cerr   <<   "Taking   a   product   ...   ";  
          ConsumeID   =   g_buffer[out];  
          out   =   (out+1)%SIZE_OF_BUFFER;  
          std::cerr   <<   "Succeed"   <<   std::endl;  
   
          //输出缓冲区当前的状态  
          for   (int   i=0;i<SIZE_OF_BUFFER;++i){  
                  std::cout   <<   i   <<":   "   <<   g_buffer[i];  
                  if   (i==in)   std::cout   <<   "   <--   生产";  
                  if   (i==out)   std::cout   <<   "   <--   消费";  
                  std::cout   <<   std::endl;  
          }  
  }  
   
  //消耗一个产品  
  void   Consume()  
  {  
          std::cerr   <<   "Consuming   "   <<   ConsumeID   <<   "   ...   ";  
          std::cerr   <<   "Succeed"   <<   std::endl;  
  }  
   
  int g_nMark = 0;
//
/*
 
 1-对于临界区，有且只有一个写进程或者读进程对其进行操作，因此 这是一个互斥操作，因此应使用 内核对象 mutex进行互斥处理
   2- 由于一个消费者 线程必须等待生产者线程 生产完成之后才能进行 消费操作，因此这是一个同步问题 使用连个信号量就可以完成

  */
  //生产者  
  DWORD     WINAPI   Producer(LPVOID   lpPara)  
  {
   int nMark;
   nMark = ++g_nMark;
   cout<<"**"<<endl;
          while(g_continue){   //g_hMutex 激发状态 可以被使用
         WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE); //缓冲区的大小是固定的 因此写者线程不能一直向里面写 为了排除写者过多因此这样写
                  WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE);   //WaitForSingleObject 之后处于 未激发状态 不可以被使用 函数内部为激发状态
                                                            //排除同类进入
      std::cerr<<"producer[" << nMark << "]" <<'\n';
                  Produce();  
                  Append();  
                  Sleep(15000);
     
                  ReleaseMutex(g_hMutex);   //reset to 激发状态
                  ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL);   //*1  该信号量的初始值为 0
          }   cout<<"%%"<<endl;
          return   0;  
  }  
   
  //消费者  
  DWORD     WINAPI   Consumer(LPVOID   lpPara)  
  {
   cout<<"&&"<<endl;
          while(g_continue){  
                  WaitForSingleObject(g_hEmptySemaphore,INFINITE); //*1 一执行后 本步才会执行 生产后才能进行消耗~~
                  WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE);  

                  Take();  
                  Consume();  
                  Sleep(15000);
     
                  ReleaseMutex(g_hMutex);  
                  ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL);   //消费者在消耗之后留出了一个空位，因此可以告知生产者 现在可以生产了
                                                   //一个 圣餐则 可以进行生产并在这里进行写入
          }  
          return   0;  
  }