【转】信号量实现生产者消费者模式

Linux信号量机制（生产者消费者）

标签： linux产品nulljoinsignalini

2012-05-14 23:08 4663人阅读 评论(0) 收藏 举报

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C语言数据结构（16） 

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该程序为Linux信号量机制实现程序，主要模拟了一般的生产者-消费者问题。（生产者-消费者问题是一个经典的进程同步问题，该问题最早由Dijkstra提出，用以演示他提出的信号量机制。在同一个进程地址空间内执行的两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <signal.h>

#define N 5   // 消费者或者生产者的数目
#define M 10 // 缓冲数目
//int M=10;
int in = 0; // 生产者放置产品的位置
int out = 0; // 消费者取产品的位置

int buff[M] = { 0 }; // 缓冲初始化为0，开始时没有产品

sem_t empty_sem; // 同步信号量，当满了时阻止生产者放产品
sem_t full_sem; // 同步信号量，当没产品时阻止消费者消费
pthread_mutex_t mutex; // 互斥信号量，一次只有一个线程访问缓冲

int product_id = 0; //生产者id
int prochase_id = 0; //消费者id
//信号处理函数
void Handlesignal(int signo){
    printf("程序退出
",signo);
    exit(0);
}
/* 打印缓冲情况 */
void print() {
       inti;
       printf("产品队列为");
       for(i = 0; i < M; i++)
              printf("%d", buff[i]);
       printf("
");
}

/* 生产者方法 */
void *product() {
       intid = ++product_id;
       while(1) {//重复进行
              //用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察
              sleep(2);

              sem_wait(&empty_sem);
              pthread_mutex_lock(&mutex);

              in= in % M;
              printf("生产者%d在产品队列中放入第%d个产品	",id, in);

              buff[in]= 1;
              print();
              ++in;

              pthread_mutex_unlock(&mutex);
              sem_post(&full_sem);
       }
}

/* 消费者方法 */
void *prochase() {
       intid = ++prochase_id;
       while(1) {//重复进行
              //用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察
              sleep(5);

              sem_wait(&full_sem);
              pthread_mutex_lock(&mutex);

              out= out % M;
              printf("消费者%d从产品队列中取出第%d个产品	",id, out);

              buff[out]= 0;
              print();
              ++out;

              pthread_mutex_unlock(&mutex);
              sem_post(&empty_sem);
       }
}

int main() {
       printf("生产者和消费者数目都为5,产品缓冲为10,生产者每2秒生产一个产品，消费者每5秒消费一个产品,Ctrl+退出程序
");
       pthread_tid1[N];
       pthread_tid2[N];
       inti;
       intret[N];
       //结束程序
    if(signal(SIGINT,Handlesignal)==SIG_ERR){//按ctrl+C产生SIGINT信号
    printf("信号安装出错
");
    }
// 初始化同步信号量
       intini1 = sem_init(&empty_sem, 0, M);//产品队列缓冲同步
       intini2 = sem_init(&full_sem, 0, 0);//线程运行同步
       if(ini1 && ini2 != 0) {
              printf("信号量初始化失败！
");
              exit(1);
       }
//初始化互斥信号量
       intini3 = pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
       if(ini3 != 0) {
              printf("线程同步初始化失败！
");
              exit(1);
       }
// 创建N个生产者线程
       for(i = 0; i < N; i++) {
              ret[i]= pthread_create(&id1[i], NULL, product, (void *) (&i));
              if(ret[i] != 0) {
                     printf("生产者%d线程创建失败！
", i);
                     exit(1);
              }
       }
//创建N个消费者线程
       for(i = 0; i < N; i++) {
              ret[i]= pthread_create(&id2[i], NULL, prochase, NULL);
              if(ret[i] != 0) {
                     printf("消费者%d线程创建失败！
", i);
                     exit(1);
              }
       }
//等待线程销毁
       for(i = 0; i < N; i++) {
              pthread_join(id1[i], NULL);
              pthread_join(id2[i],NULL);
       }
       exit(0);
}