进程调度算法-生产者消费者问题

@进程调度算法之生产者消费者问题

生产者消费者问题

问题介绍

生产者生产产品，消费者消费产品，两者的资源存储在同一个资源池。
因此，问题来了，生产者生产商品需要在资源池的存储范围内；然而消费者消费的资源需要在资源池不为空的前提下。由于两者均会对资源池造成修改，为了保证统一性，因此，两者需要互斥访问，同时，生产者生产产品需要对生产数量资源进行更改，因此生产者也需要互斥访问。

ProCon.c 代码实现

#include <stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include <pthread.h>
#define N 100
#define true 1
#define producerNum  10
#define consumerNum  5
#define sleepTime 1000
//互斥信号量
typedef int semaphore;
typedef int item;
item buffer[N] = {0};
int in = 0;
int out = 0;
int proCount = 0;
//互斥访问资源池信号量mutex，互斥改变生产商品数量信号量proCmutex
semaphore mutex = 1, empty = N, full = 0, proCmutex = 1;

void * producer(void * a){
    while(true){
//等待占用proCount资源
        while(proCmutex <= 0);
//占有资源并改变资源后释放
        proCmutex--;
        proCount++;
        printf("生产一个产品ID%d, 缓冲区位置为%d\n",proCount,in);
        proCmutex++;

        while(empty <= 0){
            printf("缓冲区已满！\n");
        }
        empty--;

        while(mutex <= 0);
        mutex--;

        buffer[in] = proCount;
        in = (in + 1) % N;

        mutex++;
        full++;
        sleep(sleepTime);
    }
}

void * consumer(void *b){
    while(true){
        while(full <= 0){
            printf("缓冲区为空！\n");
        }
        full--;

        while(mutex <= 0);
        mutex--;

//nextc存储消费的商品
        int nextc = buffer[out];
//消费完将缓冲区设置为0
        buffer[out] = 0;

        out = (out + 1) % N;

        mutex++;
        empty++;

        printf("\t\t\t\t消费一个产品ID%d,缓冲区位置为%d\n", nextc,out);
        sleep(sleepTime);
    }
}

int main()
{
//线程池，存放生产者和消费者的线程
    pthread_t threadPool[producerNum+consumerNum];
    int i;

//创建生产者进程放入线程池
    for(i = 0; i < producerNum; i++){
//pthread_t表示线程ID ,unsigned long int
        pthread_t temp;
        if(pthread_create(&temp, NULL, producer, NULL) == -1){
            printf("ERROR, fail to create producer%d\n", i);
            exit(1);
        }
        threadPool[i] = temp;
    }

//创建消费者进程放入线程池
    for(i = 0; i < consumerNum; i++){
        pthread_t temp;
        if(pthread_create(&temp, NULL, consumer, NULL) == -1){
            printf("ERROR, fail to create consumer%d\n", i);
            exit(1);
        }
        threadPool[i+producerNum] = temp;
    }

//运行线程池。
    void * result;
    for(i = 0; i < producerNum+consumerNum; i++){
        if(pthread_join(threadPool[i], &result) == -1){
            printf("fail to recollect\n");
            exit(1);
        }
    }
    return 0;
}

编译

gcc -pthread ProCon.c -o ProCon

运行

./ProCon

知识补充：

//创建线程池
pthread_t threadPool[poolNum];
//创建线程,(指向线程标识符的指针,设置线程属性,线程运行函数的起始地址,运行函数的参数)
pthread_create(&temp, NULL, producer, NULL)；
//定义无类型指针。void *也可以无需强制类型转换地赋给其它类型的指针。因为“无类型”可以包容“有类型”，而“有类型”则不能包容“无类型”
void * result;

参考自生产者消费者问题C语言实现