曾今的代码系列——生产者消费者模式

本文通过寄信的例子详细解释了生产者消费者模式的工作原理及其实现方式,展示了如何使用该模式解决并发问题。

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生产者消费者

例如下场景:某个模块负责产生数据,这些数据由另一个模块来负责处理(此处的模块是广义的,可以是类、函数、线程、进程等)。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

我们举一个寄信的例子,假设你要寄一封平信,大致过程如下:

  • 你把信写好——相当于生产者制造数据
  • 你把信放入邮筒——相当于生产者把数据放入缓冲区
  • 邮递员把信从邮筒取出——相当于消费者把数据取出缓冲区
  • 邮递员把信拿去邮局做相应的处理——相当于消费者处理数据

生产者消费者模式可以用来处理并发问题的。
从寄信的例子来看。如果没有邮筒,你得拿着信傻站在路口等邮递员过来收(相当于生产者阻塞);又或者邮递员得挨家挨户问,谁要寄信(相当于消费者轮询)。

复制代码
namespace 生产者消费者
{
    delegate void MyDelegate(string s);
    public partial class Form1 : Form
    {
        
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            //消费者线程
            System.Threading.Thread thread = new System.Threading.Thread(() =>
            {
                while (true)
                {
                    foreach (string data in listData.ToArray())
                    {
                        MyDelegate doXF = s => txtLog.AppendText(s + "\r\n");
                        //消费
                        txtLog.Invoke(doXF, data);
                        //消费了产品之后就把它移除
                        listData.Remove(data);
                    }
                    //降低CPU压力
                    System.Threading.Thread.Sleep(5000);
                }
            });
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }
        List<string> listData = new List<string>();
        private void btnProduct_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //生产
            listData.Add(txtData.Text);
            txtData.Clear();
            txtData.Focus();
        }

    }
}
复制代码

 

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本博客为 木宛城主原创,基于 Creative Commons Attribution 2.5 China Mainland License发布,欢迎转载,演绎或用于商业目的,但是必须保留本文的署名 木宛城主(包含链接)。如您有任何疑问或者授权方面的协商,请给我留言。
分类: 杂谈

本文转自木宛城主博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/OceanEyes/archive/2012/09/12/2681484.html,如需转载请自行联系原作者
这个是很经典的问题 实验题目: 生产者消费者(综合性实验) 实验环境: C语言编译器 实验内容: ① 由用户指定要产生的进程及其类别,存入进入就绪队列。    ② 调度程序从就绪队列中提取一个就绪进程运行。如果申请的资源被阻塞则进入相应的等待队列,调度程序调度就绪队列中的下一个进程。进程运行结束时,会检查对应的等待队列,激活队列中的进程进入就绪队列。运行结束的进程进入over链表。重复这一过程直至就绪队列为空。    ③ 程序询问是否要继续?如果要转直①开始执行,否则退出程序。 实验目的: 通过实验模拟生产者消费者之间的关系,了解并掌握他们之间的关系及其原理。由此增加对进程同步的问题的了解。 实验要求: 每个进程有一个进程控制块(PCB)表示。进程控制块可以包含如下信息:进程类型标号、进程系统号、进程状态、进程产品(字符)、进程链指针等等。 系统开辟了一个缓冲区,大小由buffersize指定。 程序中有三个链队列,一个链表。一个就绪队列(ready),两个等待队列:生产者等待队列(producer);消费者队列(consumer)。一个链表(over),用于收集已经运行结束的进程 本程序通过函数模拟信号量的操作。 参考书目: 1)徐甲同等编,计算机操作系统教程,西安电子科技大学出版社 2)Andrew S. Tanenbaum著,陈向群,马红兵译. 现代操作系统(第2版). 机械工业出版社 3)Abranham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne著. 郑扣根译. 操作系统概念(第2版). 高等教育出版社 4)张尧学编著. 计算机操作系统教程(第2版)习题解答与实验指导. 清华大学出版社 实验报告要求: (1) 每位同学交一份电子版本的实验报告,上传到202.204.125.21服务器中。 (2) 文件名格式为班级、学号加上个人姓名,例如: 电子04-1-040824101**.doc   表示电子04-1班学号为040824101号的**同学的实验报告。 (3) 实验报告内容的开始处要列出实验的目的,实验环境、实验内容等的说明,报告中要附上程序代码,并对实验过程进行说明。 基本数据结构: PCB* readyhead=NULL, * readytail=NULL; // 就绪队列 PCB* consumerhead=NULL, * consumertail=NULL; // 消费者队列 PCB* producerhead=NULL, * producertail=NULL; // 生产者队列 over=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)); // over链表 int productnum=0; //产品数量 int full=0, empty=buffersize; // semaphore char buffer[buffersize]; // 缓冲区 int bufferpoint=0; // 缓冲区指针 struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */ int flag; // flag=1 denote producer; flag=2 denote consumer; int numlabel; char product; char state; struct pcb * processlink; …… }; processproc( )--- 给PCB分配内存。产生相应的的进程:输入1为生产者进程;输入2为消费者进程,并把这些进程放入就绪队列中。 waitempty( )--- 如果缓冲区满,该进程进入生产者等待队列;linkqueue(exe,&producertail); // 把就绪队列里的进程放入生产者队列的尾部 void signalempty() bool waitfull() void signalfull() void producerrun() void comsuerrun() void main() { processproc(); element=hasElement(readyhead); while(element){ exe=getq(readyhead,&readytail); printf("进程%d申请运行,它是一个",exe->numlabel); exe->flag==1? printf("生产者\n"):printf("消费者\n"); if(exe->flag==1) producerrun(); else comsuerrun(); element=hasElement(readyhead); } printf("就绪队列没有进程\n"); if(hasElement(consumerhead)) { printf("消费者等待队列中有进程:\n"); display(consumerhead); } else { printf("消费者等待队列中没有进程\n"); } if(hasElement(producerhead)) { printf("生产者等待队列中有进程:\n"); display(producerhead); } else { printf("生产者等待队列中没有进程\n"); } }
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