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 。
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
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);
}