Linux下实现生产者——消费者模型（代码）

涉及到的知识点：

链表操作、互斥量、条件变量、线程

代码说明：

代码是在Linux环境下运行，主要思路是在主函数中创建两个线程：生产者和消费者，将生产的产品保存在链表中。当没有产品时，消费者睡眠，直到被生产者唤醒，当产品达到20个，生产者睡眠，知道被消费者唤醒。

实例代码

#include
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#include

typedef struct node{//节点类型
	int data;
	struct node *next;
}NODE, *PNODE;

typedef struct list//链表头
{
	PNODE front;
	PNODE rear;
	int num;
}LIST, *PLIST;

PLIST list;
pthread_cond_t cond1 = PTHREAD_COND_INITIALIZER;//生产者的条件变量
pthread_cond_t cond2 = PTHREAD_COND_INITIALIZER;//消费者的条件变量
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//共用锁

//创建链表,带头结点
PLIST create_list(){
	
	PNODE head = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
	assert(head != NULL);

	PLIST list = (PLIST)malloc(sizeof(LIST));

	head->next = NULL;
	list->front = head;
	list->rear = head;
	list->num = 0;
	return list;
}

//插入链表
void insert_list(PLIST list, int data){

	if(list->num >= 20){
		return;
	}
	
	PNODE pnew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
	assert(pnew != NULL);

	pnew->data = data;

	list->rear->next = pnew;
	list->rear = pnew;
	pnew->next = NULL;

	list->num++;
}

//删除一个节点
void delete_list(PLIST list){
	if(list->num == 0){
		return;
	}
	list->front->next = list->front->next->next;
	free(list->front->next);
	list->num--;

	//删除最后一个节点时，要特殊处理
	if(list->num == 0){
		list->rear = list->front;
	}

}

//生产者
void *producer(void *arg){
	pthread_detach(pthread_self());
	int t;
	int i = *(int *)arg;
	free(arg);
	while(1){
		t =rand() % 4 +2;//随机2-5秒生产一个产品
		sleep(t);
		pthread_mutex_lock(&mutex);//上锁
		if(list->num == 20){//产品有20个，生产者开始睡眠，直到被消费者唤醒
			printf("p(%d)(%d) wait\n", i, t);
			pthread_cond_wait(&cond1, &mutex);
			pthread_mutex_unlock(&mutex);
			printf("p(%d)(%d)\n work", i, t);
			continue;
		}
		insert_list(list, t);
		printf("p(%d)(%d):%d\n", i, t, list->num);
		if(list->num > 5){
			pthread_cond_broadcast(&cond2);//发送条件变量，唤醒全部消费者
		}
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
	}

}

//消费者
void *consumer(void *arg){
	pthread_detach(pthread_self());
	int i = *(int *)arg;
	int t;
	free(arg);
	while(1){
		t = rand() %3 +1;//随机1-3秒消费一个产品
		sleep(t);
		pthread_mutex_lock(&mutex);//上锁
		if(list->num == 0){//没有产品，消费者就睡眠，直到被唤醒
			printf("c(%d)(%d) wait\n", i, t);
			pthread_cond_wait(&cond2, &mutex);
			pthread_mutex_unlock(&mutex);
			printf("c(%d)(%d) work\n", i, t);
			continue;
		}
		delete_list(list);
		printf("c(%d)(%d):%d\n", i, t, list->num);
		if(list->num <= 15){//如果小于15，唤醒全部生产者
			pthread_cond_broadcast(&cond1);//发送条件变量，唤醒生产者
		}
		pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁
	}
}

int main(){

	srand(time(NULL));
	list = create_list();
	pthread_t tid;

	//创建5个生产者
	for(int i = 0; i < 5; i++){
		int *p = (int *)malloc(sizeof(int));
		*p = i;
		pthread_create(&tid, NULL, producer, p);
	}

	//创建3个消费者
	for(int i = 0; i < 3; i++){
		int *p = (int *)malloc(sizeof(int));
		*p = i;
		pthread_create(&tid, NULL, consumer, p);
	}

	getchar();//阻塞，不让主函数结束
}