3.12、生成者消费者模型

1.生产者消费者模型介绍

• 生产者消费者模型是一种多线程的设计模式，用于解决生产者和消费者之间的同步和协作问题。

• 在生产者消费者模型中，生产者和消费者通过共享一个缓冲区来交换信息。生产者向缓冲区中放置数据，消费者从缓冲区中取出数据。但是由于缓冲区是有限的，当生产者向缓冲区放置数据时，如果缓冲区已经满了，那么生产者就必须等待消费者从缓冲区中取出一些数据，以便为新数据腾出空间。同样的，当消费者从缓冲区中取出数据时，如果缓冲区为空，那么消费者就必须等待生产者向缓冲区中放置一些数据，以便取出。

• 在生产者消费者模型中，线程间通信非常重要。为了保证数据的安全和正确性，需要使用同步和互斥机制来控制对共享缓冲区的访问。一般使用信号量或互斥锁来实现线程的同步和互斥。

2.一个没有实现线程同步的生产者消费者模型

/*
    实现生产者消费者模型
        - 不考虑容量大小会满
        - 不考虑消费者会消费完产品
        因此这是一个错误的生产者消费者模型
*/

#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

struct Node
{
    int num;
    struct Node * next;
};

struct Node * head = nullptr;

void * producer(void * arg)
{
    while (1)
    {
        struct Node * newNode = (struct Node *) malloc(sizeof (struct Node));
        newNode->num = rand() % 1000;
        newNode->next = head;
        head = newNode;
        printf("add: newNode->num: %d, tid: %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        usleep(100);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void * customer(void * arg)
{
    while (1)
    {
        struct Node * Num = head;
        head = head->next;
        printf("del: Num->num: %d, tid: %ld\n", Num->num, pthread_self());
        free(Num);
        usleep(100);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    pthread_t ptid[5], ctid[5];

    for (int i = 0; i < 5; i ++ )
    {
        pthread_create(&ptid[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctid[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for (int i = 0; i < 5; i ++ )
    {
        pthread_detach(ptid[i]);
        pthread_detach(ctid[i]);
    }

    while (1)
    {
        sleep(10);
    }

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}