生产者消费者模型(一)

本文介绍了生产者消费者模型的概念,解释了为何需要缓冲区,并详细阐述了模型中的三种关系和两种角色。文章还通过一个基于单链表的实现案例,展示了如何在生产者与消费者之间进行同步与互斥控制,最后提到了与条件变量相关的函数在模型中的应用。

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前言:
1.什么是生产者和消费者模型?
2.生产者与消费者模型遵循的规则
3.生产者与消费者需满足的条件
4.实现基于单链表的生产者与消费者模型

什么是生产者和消费者模型?

在实际的软件开发中,经常会遇到这样的场景:某个模块负责生产数据,这些数据由另一个模块来负责处理。产生数据的模块,就形象地称为生产者;而处理数据的模块,就称为消费者。

对于生产者/消费者模型来说,上面所述还需一个缓冲区,这个缓冲区处于生产者和消费者之间,作为一个中介。
生产者将数据放入缓冲区,而消费者从缓冲区取出数据。

这里写图片描述

生产者和消费者模型为什么需要缓冲区?

1.解耦

假设生产者和消费者分别是两个类。如果让生产者直接调用消费者的某个方法,那么生产者对于消费者就会产生依赖(也就是耦合)。将来如果消费者的代码发生变化,可能会影响到生产者。而如果两者都依赖于某个缓冲区,两者之间不直接依赖,耦合也就相应降低了。

2.支持并发

生产者直接调用消费者的某个方法,还有另一个弊端。由于函数调用是同步的(或者叫阻塞的),在消费者的方法没有返回之前,生产者只好一直等在那边。万一消费者处理数据很慢,生产者就会白白糟蹋大好时光。
使用了生产者/消费者模式之后,生产者和消费者可以是两个独立的并发主体。生产者把制造出来的数据往缓冲区一丢,就可以再去生产下一个数据。基本上不用依赖消费者的处理速度。

3.支持忙闲不均

缓冲区还有另一个好处。如果制造数据的速度时快时慢,缓冲区的好处就

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