C语言多线程之生产者消费者问题

代码的关键部分是设置一个互斥量来模仿只有一个线程访问缓冲区。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>#define N 4int buf[N] = {0};//缓冲区大小为4,初始化为0，表示一开始没有产品
int putin = 0;//数据入区位置
int takeout = 0;//数据出区位置//设计信号量（信号量的大小可为>1的数）
sem_t unoccupied;//空位个数时
sem_t occupied;//产品各数//设置互斥量（互斥量的大小为0或1）
pthread_mutex_t mutex; //表示一个缓冲区，模拟操作系统只有一个线程对缓冲区访问，不能同时有多个线程访问缓冲区//设计时延函数(2层循环)
void delay (int len) {int i = rand () % len;int x;while (i > 0) {x = rand () % len;while (x > 0) {x--;}i--; }
}//设计可唤醒消费者的生产者
void producer() {while (1) {//模拟正在生产int d = 1 + rand () % 100;//代表生产的产品名字delay(50000);//生产后产品入库sem_wait(&unoccupied);//P操作，将对应的信号量unoccupied减1再与0进行比较大小，入库前判断是否有空位，有空位(比较结果>=0)则后续代码才能执行，否则阻塞当前进程//开始业务操作pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁，当一个线程在访问缓冲区时，另一个线程来访问时被阻塞buf[putin] = d;printf("Put %d to the buffer at %d.\n",buf[putin],putin);putin++;//生产出的产品的投放顺序在缓冲区依序排放，即使前一个生产出的产品被消耗了，也是依序往后放if(putin == N) {putin = 0;//putin变为3以后自增为4的时将其置0}sem_post(&occupied);//V操作，可取物品信号量加1，唤醒pthread_mutex_unlock(&mutex); //当前线程访问完缓冲区以后解锁}
}void consumer() {while (1) {//模拟正在取物品delay(5000);//进行消费 sem_wait(&occupied);//P操作，将对应的信号量occupied减1再与0进行比较大小，消费前判断是否有产品，有产品(比较结果>=0)则后续代码才能执行，否则阻塞当前进程pthread_mutex_lock(&mutex); printf("Take out %d from the buffer at %d.\n",buf[takeout],takeout);buf[takeout] = -1; takeout++;if (takeout == N) {takeout = 0;}sem_post(&unoccupied);//V操作，可生产空位信号量加1pthread_mutex_unlock(&mutex); }
}int main () {srand(time(NULL));//声明厂家消费者线程pthread_t manufacturer;pthread_t customer;//初始化信号量sem_init(&unoccupied, 0, N);sem_init(&occupied, 0, 0);//初始化互斥量pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //创建线程pthread_create(&manufacturer, NULL, (void *)producer, NULL);pthread_create(&customer, NULL, (void *)consumer, NULL);//阻塞当前线程，直到这两个线程执行结束pthread_join(manufacturer, NULL);pthread_join(customer, NULL);//撤销信号量sem_destroy(&unoccupied);sem_destroy(&occupied);return 0;
}

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