【实验七】Linux生产者消费者问题（线程）

目录

一、问题介绍

二、代码

1、prod_cons.cpp

2、producer.h

3、producer.cpp

4、consumer.h 

5、consumer.cpp

6、mq.h

7、mq.cpp 

8、message.h

9、message.cpp

10、pc.mk 

三、运行结果

一、问题介绍

生产者消费者问题（英语：Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题（英语：Bounded-buffer problem），是一个多线程同步问题的经典案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。

二、代码

1、prod_cons.cpp

#include
#include"mq.h"
#include"producer.h"
#include"consumer.h"
int main(int argc,char* argv[]){
	MQ mq;
	std::thread p(producer,std::ref(mq));
	std::thread c(consumer,std::ref(mq));
	p.join();
	c.join();
	return 0;

}

2、producer.h

#include"mq.h"
void producer(MQ& mq);

3、producer.cpp

#include
#include"producer.h"
#include"message.h"

void producer(MQ& mq){
	while(true){
		Message m;
		memset(&m,0,sizeof(m));
		std::cout<<"please enter expression:";
		std::cin>>m;
		mq.put(m);
	}	
			
}

4、consumer.h 

#include"mq.h"
void consumer(MQ& mq);

5、consumer.cpp

#include
#include
#include"consumer.h"
#include"message.h"

void process(Message& m){
	switch(m.op){
		case 0:

			m.res=m.oprand1+m.oprand2;
			break;
		case 1:
			m.res=m.oprand1-m.oprand2;
			break;
		case 2:
			m.res=m.oprand1*m.oprand2;
			break;
		case 3:
			if(m.oprand2!=0){
				m.res=m.oprand1/m.oprand2;
			}else{
				m.status='F';
			}
			break;

		default:
			m.status='N';
			break;

	}
	std::ofstream fout ("log.txt",std::ios::app);
	fout<

6、mq.h

#pragma once

#include
#include
#include
#include"message.h"
class MQ{
public:
	void put(Message m);
	Message get();
private:
	std::queue q;
	std::mutex mu;
	std::condition_variable non_empty;

};

7、mq.cpp 

#include"mq.h"

void MQ::put(Message m){
	std::lock_guard lk(mu);
	q.push(m);
	non_empty.notify_one();

}

Message MQ::get(){
	std::unique_lock ul(mu);
	while(q.empty()){
		non_empty.wait(ul);
	
	}
	Message  m=q.front();
	q.pop();
	return m;


}

8、message.h

#pragma once
#include
struct Message{

	int oprand1;
	int op;
	int oprand2;
	int res;
	char status;
};

std::istream &operator >>(std::istream& in, Message& m);
std::ostream &operator <<(std::ostream& out,const Message& m);

 9、message.cpp

#include"message.h"

std::istream& operator >>(std::istream&  in ,Message& m){
	in>>m.oprand1>>m.op>>m.oprand2;
	m.status='S';
	return in;
}

std::ostream& operator <<(std::ostream& out ,const Message& m){
	char ops[]={'+','-','*','/'};
	if(m.status=='S'){
		out<

10、pc.mk 

GCC=g++
CFLAG=-c
OFLAG=-o
LIB=-pthread
EXE=prod_cons
OBJ=prod_cons.o producer.o consumer.o mq.o message.o
${EXE}:${OBJ}
        ${GCC} ${OFLAG} $@ $^ ${LIB}
%.o:%.cpp
        ${GCC} ${CFLAG} $^
clean:   
        rm *.o

三、运行结果