同步中有一个称为生产者-消费者问题的经典问题,也称为有界缓冲区问题。一个或多个生产者(线程或进程)
创建着一个个的数据条目,然后这些数据条目有一个或多个消费者(线程或进程)处理。数据条目在生产者和消
费者之间是使用某种类型的IPC传递的。
而在我们的单个消费者和单个生产者之间的问题中,使用互斥锁和条件变量使其同步。而互斥锁用于上锁,条
件变量则用于等待。在程序中定义了如下的结构体:
typedef struct pc_st { int buffer[BUFFER_SIZE]; pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t notfull; pthread_cond_t notempty; int write_pos; int read_pos; }pc_st;
在结构体中定义了一个数组用于存储产品,定义了互斥变量,定义了两个条件变量,定义了两个位置,当生产
产品时和消费产品时用于判断数组中是否是满的还是空的。
之后定义的结构体变量对其进行初始化,在程序中,主要有两个函数去实现生产和消费功能,put()函数是实现
生产者生产产品的函数,而get()函数是实现消费者进行消费产品的函数。
下面是运用互斥锁和条件变量来实现生产者消费者问题的代码:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #define BUFFER_SIZE 8 #define MAX_COUNT 20 typedef struct pc_st { int buffer[BUFFER_SIZE]; pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t notfull; pthread_cond_t notempty; int write_pos; int read_pos; }pc_st; #define OVER -1 #define PC_ST_INITIALIZER {{OVER,OVER,OVER,OVER,OVER,OVER,OVER,OVER},PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER,PTHREAD_COND_INITIALIZER,PTHREAD_COND_INITIALIZER,0,0} pc_st pc= PC_ST_INITIALIZER; void put(int data) { pthread_mutex_lock(&pc.mutex); if((pc.write_pos+ 1)%BUFFER_SIZE== pc.read_pos) pthread_cond_wait(&pc.notfull,&pc.mutex); pc.buffer[pc.write_pos]= data; pc.write_pos= (pc.write_pos+ 1)%BUFFER_SIZE; pthread_cond_signal(&pc.notempty); pthread_mutex_unlock(&pc.mutex); } int get() { int value; pthread_mutex_lock(&pc.mutex); if(pc.read_pos== pc.write_pos) pthread_cond_wait(&pc.notempty,&pc.mutex); value= pc.buffer[pc.read_pos]; pc.read_pos= (pc.read_pos+ 1)%BUFFER_SIZE; pthread_cond_signal(&pc.notfull); pthread_mutex_unlock(&pc.mutex); return value; } void* producer(void *arg) { int i= 1; while(i<= MAX_COUNT) { put(i); i++; } put(OVER); } void* consumer(void *arg) { int value; while(1) { value= get(); if(value== OVER) break; printf("value= %d ",value); sleep(1); } } int main() { pthread_t pro_id,con_id; pthread_create(&pro_id,NULL,producer,NULL); pthread_create(&con_id,NULL,consumer,NULL); pthread_join(pro_id,NULL); pthread_join(con_id,NULL); return 0; }