生产者消费者模型

背景

最近在做视频播放器开发，学习了ffmpeg中自带播放器demo，里面的生产者消费者开发模式令我影响深刻，所以写一篇文章记录一下。

设计模型介绍

生产者消费者模式大致结构如下：

生产者消费者.png

某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理（此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等）。产生数据的模块，就形象地称为生产者；而处理数据的模块，就称为消费者。

在实际开发中，由于生产数据和处理数据往往不在同一个线程或者进程，所以缓冲区的作用就体现出来。如果生产快了，那么就可以先把来不及消费的数据存储到缓冲区，达到缓冲上限就暂停生产，等消费者取出数据再开始生产。如果生产者的速度时快时慢，缓冲区还能起到稳定的作用，保证消费者获取数据稳定。

这种设计模式最大的好处就是支持忙闲不均。

生产者/消费者模型运用

下面我们再来说说在iOS中如何运用生产者/消费者模型。我们还是以视频播放器为例子。视频播放主要分为2部分，将文件解码成帧，再用帧显示在界面上。解码出帧这个过程我们看做是生产区，将帧显示在界面上，我们看做是消费区，而中间，我们开一个队列去存储帧，这个就是缓冲区。下面就是一个简单的视频播放器的核心思路。

视频播放器原理.png

看完设计思路，我们再来看看代码上的实现。缓冲区的队列会在不同的线程进行存储和取出，因此需要加锁保证线程安全。这里我们采用C中的pthread_cond和pthread_mutex进行实现。伪代码如下：

伪代码.png

可能很多人对c的代码不熟悉，那么我们翻译成oc的锁和信号量来看这段代码：

伪代码2.png

demo

这里我写了一个比较简单的视频播放器设计代码，其中有上面所说的具体实现代码。地址：https://github.com/NBaby/Producer-and-consumer