生产者消费者问题

问题描述：

两个或者更多的线程共享同一个缓冲区，

其中一个或多个线程作为“生产者”会不断地向缓冲区中添加数据，

另一个或者多个线程作为“消费者” 从缓冲区中取走数据。

生产者和消费者必须互斥的使用缓冲区；

缓冲区空时，消费者不能读取数据；

缓冲区满时，生产者不能添加数据 。

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生产者消费者模型优点：

解耦：不直接相互调用，分为生产者&缓冲区，消费者&缓冲区的弱耦合；

并发：不需要等待对方

处理数据忙闲不均动态平衡

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生产者消费者模型实现

        假定缓冲池中有N个缓冲区，一个缓冲区只能存储一个int类型的数据。定义互斥锁mutex实现对缓 冲区的互斥访问；计数信号量dempty用来表示空闲缓冲区的数量，其初值为N；计数信号量dfull用来表 示有数据的缓冲区的数量，其初值为0。

 代码实现如下：
 

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUFF_MAX 30 
#define SC_NUM 2 //两个生产者 
#define XF_NUM 3 //三个消费者
int in = 0; //输入数据的下标
int out = 0; //输出数据的下标
sem_t sem_empty; //信号量-空
sem_t sem_full; //信号量-满
pthread_mutex_t mutex; //互斥锁
int buff[BUFF_MAX] = {0}; //存放信息
//生产者的线程
void * sc_thread(void* arg) 
{ 
    int index = (int)arg; 
    while( 1 ) 
    {
        sem_wait(&sem_empty);//p
        pthread_mutex_lock(&mutex);//加锁
        buff[in] = rand()%100;//输入下标
        printf("生产者%d 产生数据%d,in=%d\n",index,buff[in],in);
        in = (in + 1) % BUFF_MAX;//输入下标后移 
        pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁
        sem_post(&sem_full); //v
        int n = rand() % 10;
        sleep(n);
     } 
} 
//消费者的线程
void * xf_thread(void* arg) 
{
    int index = (int)arg; 
    while(1) 
    {
        sem_wait(&sem_full); //p
        pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁
        printf("消费者%d 消费数据%d, out=%d\n",index,buff[out],out); 
        out = (out+1) % BUFF_MAX; //输出下标后移
        pthread_mutex_unlock(&mutex); //解锁
        sem_post(&sem_empty); //v
        int n = rand() % 10;
        sleep(n); 
    }
} 
int main() 
{
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL); //初始化互斥锁
//初始化信号
    sem_init(&sem_empty,0,BUFF_MAX); 
    sem_init(&sem_full,0,0); 

    srand((int)time(NULL)); 
    pthread_t sc_id[SC_NUM]; 
    pthread_t xf_id[XF_NUM]; 
    int i = 0;
//创建生产者线程 
    for( i = 0; i < SC_NUM; i++ ) 
    { 
        pthread_create(&sc_id[i],NULL,sc_thread,(void*)i); 
    } 
//创建消费者线程
    for( i = 0; i < XF_NUM; i++ )
    {
         pthread_create(&xf_id[i],NULL,xf_thread,(void*)i);
    }
//等这些线程结束返回信息
    for( i = 0; i < SC_NUM; i++ ) 
    {
        pthread_join(sc_id[i],NULL); 
    } 
    for( i = 0; i < XF_NUM; i++ ) 
    {
        pthread_join(xf_id[i],NULL); 
    } 
//销毁信号和互斥锁
    sem_destroy(&sem_empty); 
    sem_destroy(&sem_full); 
    pthread_mutex_destroy(&mutex); 
    exit(0);
}