生产者-消费者问题

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。

先说说同步和互斥的概念

同步是一种时序关系，即A处理完事情1后，B才能处理事情2，经典的同步问题是生产者和消费者间的同步。

互斥描述的是一种独占关系。如任一时刻，A和B中只能有一个写文件file。

生产者和消费者问题从易到难有三种。

先定义两个信号量。

sem_t empty_sem; // 同步信号量，初值为M，生产者用它来判断缓冲区是否可写，当满了时阻止生产者放产品。
sem_t full_sem;   // 同步信号量，初值为0，消费者用它来判断缓冲区是否可读，当没产品时阻止消费者消费。

1.    一个生产者和一个消费者，公用一个缓冲区

producer（生产者）的伪码（M为1）：

while(1)
{
    sem_wait(&empty_sem);
    写缓冲区;
    sem_post(&full_sem);  
}

consumer（消费者）的伪码：

while(1)
{
    sem_wait(&full_sem);
    写缓冲区;
    sem_post(&empty_sem);
}

2.    一个生产者和一个消费者，公用m个环形缓冲区
分析过程与第一种情况类似，直接看伪码。

producer（生产者）的伪码（M>1）：

while(1)
{
    sem_wait(&empty_sem);
    写第in个缓冲区; /* in用来指示当前的第一个可写的缓冲区的下标，初值设为0。 */
    in = (in+1)%m;     
    sem_post(&full_sem); 
}

consumer（消费者）的伪码：

while(1)
{
    sem_wait(&full_sem);
    读第out个缓冲区; /* out用来指示当前的第一个可读的缓冲区的下标，初值设为0。 */
    out = (out+1)%m;
    sem_post(&empty_sem);
}

3.    一组生产者和一组消费者，公用m个环形缓冲区

相比第2种情况，我们所要做的是用两个互斥变量mutex_producer和mutex_consumer，来实现各生产者间、各消费者间互斥地访问某个缓冲区。

producer（生产者）的伪码（M>1）：

while(1)
{
    sem_wait(&empty_sem);
    pthread_mutex_lock(mutex_producer);
    写第in个缓冲区; /* in用来指示当前的第一个可写的缓冲区的下标，初值设为0。 */
    in = (in+1)%m;
    pthread_mutex_unlock(mutex_producer);
    sem_post(&full_sem);  
}

consumer（消费者）的伪码：

while(1)
{
    sem_wait(&full_sem);
    pthread_mutex_lock(mutex_consumer);
    读第out个缓冲区; /* out用来指示当前的第一个可读的缓冲区的下标，初值设为0。 */
    out = (out+1)%m;
    pthread_mutex_unlock(mutex_consumer);
    sem_post(&empty_sem);
}

参考：
http://blog.chinaunix.net/uid-704367-id-2679789.html
http://hi.baidu.com/shazi129/item/4d2a054626be7d17896d1088
http://blog.chinaunix.net/uid-21411227-id-1826740.html