信号量实现生产者消费者问题

生产者/消费者问题是一个多进程进行同步的问题，需要使用信号量（semaphore）进行相关资源的控制，实现并发。一些关于并发的基础概念如下：
原子操作一组不可分割的函数或操作。这类函数或操作的执行是不可以被中断的。
临界区进程中一段需要访问共享资源的代码，共享资源一次只能允许一个进程访问，系统要保证进入临界区的进程不超过一个。 正常执行可以并行，临界区代码执行只能串行。

解决并发问题的核心：控制对共享资源的访问

信号量（semaphore）
用于在进程间发送信号的整形变量，该变量定义3个原子操作：

1.初始化：信号量的初始值为非负整数
2.semSignal（V）：将信号量加1，如果之后信号量的值大于等于零，进程唤醒该信号量上等待的一个进程，并继续自己的执行。
3.semWait（P）：将信号量减1，如果之后信号量的值为负数，调用semWait的函数将阻塞，否则进程继续执行。

互斥锁和01信号量的区别：互斥锁执行上锁和开锁的进程必须为同一进程，01信号灯可以是不同进程。

生产者/消费者问题
有一个或多个生产者，不停生产数据，将所生产的数据放到一个缓冲区中。同时有一个消费者将数据从缓冲区中取出。用信号量解决该问方法伪代码如下：

semaphore full = 0；
semaphore empty = BUFFER_SIZE；
semaphore mutex = 1；Producer()          Consumer()
{                   {produce();         P(full);P(empty);           P(mutex);P(mutex);          take();put();               V(mutex);V(mutex);          V(empty);V(full);           consume();
}                   }

生产者：生产物品 -> 请求访问缓冲区空闲的资源 (没有资源阻塞，有资源继续执行) -> 给缓冲区上锁 -> 向缓冲区添加物品 -> 给缓冲区解锁 -> 释放可用面包资源

消费者：请求访问可用物品资源（没有资源阻塞，有资源继续执行）-> 给缓冲区上锁 -> 从缓冲区拿走物品 -> 给缓冲区解锁 -> 释放可用缓冲区资源 -> 消费物品

对信号量的理解信号量的PV操作实际上是某个进程使用和释放某资源，如果进程想要使用资源，当前资源为0那么进程就会阻塞等待资源。

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