linux网络编程： 生产者消费者模型

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define CNT 20           /* 最多生产20个产品 */

/* 用队列模拟车间 */
/* front和tail初始化均为0，tail是下一个资源生成的下一个数组空间下标 */
typedef struct tag
{
    int s_arr[CNT + 1] ;   /* 生产20个产品，必须有21个空间，因为如果空间都装满产品，无法区别队列满和队列空 */
    int s_front ;
    int s_tail ;
}QUEUE,*pQUEUE ;
QUEUE my_que ;
/* 资源为空 */
int que_empty(pQUEUE pq)
{
    return pq ->s_front == pq -> s_tail ;
}
/* 资源为满 */
int que_full(pQUEUE pq)
{
    return  (pq -> s_tail + 1)% (CNT+1) == pq -> s_front ;
}
int que_cnt(pQUEUE pq)
{
    return (pq -> s_tail  - pq ->s_front + CNT + 1)% (CNT + 1) ;
}
pthread_mutex_t  mutex ;
pthread_cond_t cond_pro, cond_con ;

void* pro_handler(void* arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex) ;
        while(que_full(&my_que))            //如果使用if 被唤醒时则不会再次判断是否满足 队列非空的条件 因为if只判断一次，再上次沉睡的时候就已经执行了，再次回来就会跳出 if的块语句
        {                                   //while则会在唤醒以后再次判断，如果队列依然还是满的，就继续沉睡。（因为是多线程，多个线程同时被唤醒，只有其中一个能拿到锁 ，生产队列其中一个线程）
            pthread_cond_wait(&cond_pro, &mutex); // 再次填满，所以其他没拿到锁的线程只有继续沉睡这一个选择。 否则造成队列上线溢出，例如我们规定 生产线上只能有20个产品，如果用if判断，就有可能
         }                                        //使队列有超过20的可能
        my_que.s_arr[my_que.s_tail ] = rand() % 1000 ;
        my_que.s_tail  = (my_que.s_tail + 1)% (CNT + 1) ;
        if(que_cnt(&my_que) == 1)
        {
            pthread_cond_broadcast(&cond_con);
        }
        printf("produce a product, total num : %d 
", que_cnt(&my_que));
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(rand()%3 + 1);
    }
}
void* con_handler(void* arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while(que_empty(&my_que))
        {
            pthread_cond_wait(&cond_con, &mutex);
        }
        my_que.s_front = (my_que.s_front + 1) % (CNT + 1) ;
        if(que_cnt(&my_que) == CNT - 1)
        {
            /*由于我们的主线程是等消费者线程创建完之后，再创建生产者线程，
              因此一开始所有消费者线程都会挂起，在条件变量cond_pro的队列里排队
              因此需要用broadcast通知所有消费者线程。
              不然一次就通知一个生产者线程，就此消费者线程会抢锁。
              当然，如果一开始主线程先创建生产者线程，再创建消费者线程，
              由于生产者线程不会全部阻塞，因此可以使用signal来唤醒一个        */
            pthread_cond_broadcast(&cond_pro);
        }
        printf("consume a product, total num: %d 
", que_cnt(&my_que));
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(rand()%3 + 1);
    }

}
int main(int argc, char* argv[])//exe pro_num  con_num
{
    int con_cnt , pro_cnt ;
    my_que.s_front = 0 ; 
    my_que.s_tail = 0 ;
    pro_cnt = atoi(argv[1]) ;
    con_cnt = atoi(argv[2]) ;
    srand(getpid());
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond_pro, NULL);
    pthread_cond_init(&cond_con, NULL);
    pthread_t* arr = (pthread_t*)calloc(con_cnt + pro_cnt, sizeof(pthread_t));
    int index = 0 ;
    while(con_cnt > 0)
    {
        pthread_create(arr + index , NULL, con_handler, NULL);
        index ++ ;
        con_cnt -- ;
    }
    sleep(5);
    while(pro_cnt > 0)
    {
        pthread_create(arr + index , NULL, pro_handler, NULL);
        index ++ ;
        pro_cnt -- ;
    }
    while(1) ;
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond_pro);
    pthread_cond_destroy(&cond_con);
    return 0 ;
}

注意

无论是在生产者线程，还是在消费者线程中。标记黄色部分的判断条件必须用while。以生产者线程举例，当i>=CELL时，也就是i满时，此时执行pthread_cond_wait(&cond_cno,&mutex); 该生产者线程被挂起。必须等到消费者线程pthread_cond_signal(&cond_pro); 将其唤醒。但是消费者将其signal还不够，被挂其的生产者线程必须重新拿到锁，才可以被激活。但是，由于在消费者signal的同时，生产者并不能立即抢到锁，所以此时可能i值又改变变为大于等于10了。因此必须用while。不然可能导致i>10。

（我们最初学习的时候用的是if(判断是否满队)） ，如果满队，则放锁并沉睡，问题出现在 被唤醒时，

差别 ：if 条件判断 被唤醒的时候（继续执行那一条代码） 直接执行对队的加1操作 不会判断是否满队

　　  　　while（）条件判断，则在被唤醒时，先判断是否满队，如果满队的话则继续沉睡。