Linux信號量機制（生產者消費者）

轉自 http://blog.csdn.net/hc260164797/article/details/7566850

該程序爲Linux信號量機制實現程序，主要模擬了一般的生產者-消費者問題。（生產者-消費者問題是一個經典的進程同步問題，該問題最早由Dijkstra提出，用以演示他提出的信號量機制。在同一個進程地址空間內執行的兩個線程。生產者線程生產物品，然後將物品放置在一個空緩衝區中供消費者線程消費。消費者線程從緩衝區中獲得物品，然後釋放緩衝區。當生產者線程生產物品時，如果沒有空緩衝區可用，那麼生產者線程必須等待消費者線程釋放出一個空緩衝區。當消費者線程消費物品時，如果沒有滿的緩衝區，那麼消費者線程將被阻塞，直到新的物品被生產出來。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <signal.h>

#define N 5   // 消費者或者生產者的數目
#define M 10 // 緩衝數目
//int M=10;
int in = 0; // 生產者放置產品的位置
int out = 0; // 消費者取產品的位置

int buff[M] = { 0 }; // 緩衝初始化爲0，開始時沒有產品

sem_t empty_sem; // 同步信號量，當滿了時阻止生產者放產品
sem_t full_sem; // 同步信號量，當沒產品時阻止消費者消費
pthread_mutex_t mutex; // 互斥信號量，一次只有一個線程訪問緩衝

int product_id = 0; //生產者id
int prochase_id = 0; //消費者id
//信號處理函數
void Handlesignal(int signo){
    printf("程序退出\n",signo);
    exit(0);
}
/* 打印緩衝情況 */
void print() {
       inti;
       printf("產品隊列爲");
       for(i = 0; i < M; i++)
              printf("%d", buff[i]);
       printf("\n");
}

/* 生產者方法 */
void *product() {
       intid = ++product_id;
       while(1) {//重複進行
              //用sleep的數量可以調節生產和消費的速度，便於觀察
              sleep(2);

              sem_wait(&empty_sem);
              pthread_mutex_lock(&mutex);

              in= in % M;
              printf("生產者%d在產品隊列中放入第%d個產品\t",id, in);

              buff[in]= 1;
              print();
              ++in;

              pthread_mutex_unlock(&mutex);
              sem_post(&full_sem);
       }
}

/* 消費者方法 */
void *prochase() {
       intid = ++prochase_id;
       while(1) {//重複進行
              //用sleep的數量可以調節生產和消費的速度，便於觀察
              sleep(5);

              sem_wait(&full_sem);
              pthread_mutex_lock(&mutex);

              out= out % M;
              printf("消費者%d從產品隊列中取出第%d個產品\t",id, out);

              buff[out]= 0;
              print();
              ++out;

              pthread_mutex_unlock(&mutex);
              sem_post(&empty_sem);
       }
}

int main() {
       printf("生產者和消費者數目都爲5,產品緩衝爲10,生產者每2秒生產一個產品，消費者每5秒消費一個產品,Ctrl+退出程序\n");
       pthread_tid1[N];
       pthread_tid2[N];
       inti;
       intret[N];
       //結束程序
    if(signal(SIGINT,Handlesignal)==SIG_ERR){//按ctrl+C產生SIGINT信號
    printf("信號安裝出錯\n");
    }
// 初始化同步信號量
       intini1 = sem_init(&empty_sem, 0, M);//產品隊列緩衝同步
       intini2 = sem_init(&full_sem, 0, 0);//線程運行同步
       if(ini1 && ini2 != 0) {
              printf("信號量初始化失敗！\n");
              exit(1);
       }
//初始化互斥信號量
       intini3 = pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
       if(ini3 != 0) {
              printf("線程同步初始化失敗！\n");
              exit(1);
       }
// 創建N個生產者線程
       for(i = 0; i < N; i++) {
              ret[i]= pthread_create(&id1[i], NULL, product, (void *) (&i));
              if(ret[i] != 0) {
                     printf("生產者%d線程創建失敗！\n", i);
                     exit(1);
              }
       }
//創建N個消費者線程
       for(i = 0; i < N; i++) {
              ret[i]= pthread_create(&id2[i], NULL, prochase, NULL);
              if(ret[i] != 0) {
                     printf("消費者%d線程創建失敗！\n", i);
                     exit(1);
              }
       }
//等待線程銷燬
       for(i = 0; i < N; i++) {
              pthread_join(id1[i], NULL);
              pthread_join(id2[i],NULL);
       }
       exit(0);
}