#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#define BUFFER_SIZE 16
struct prodcons
{
int buffer[BUFFER_SIZE];
pthread_mutex_t lock;
int readpos,writepos;
pthread_cond_t notempty;
pthread_cond_t notfull;
};
void init(struct prodcons* b)
{
pthread_mutex_init(&b->lock,NULL);
pthread_cond_init(&b->notempty,NULL);
pthread_cond_init(&b->notfull,NULL);
b->readpos = 0;
b->writepos = 0;
}
void put(struct prodcons* b,int data)
{
pthread_mutex_lock(&b->lock);
while((b->writepos +1)%BUFFER_SIZE==b->readpos)
{
printf("wait for not full.\n");
pthread_cond_wait(&b->notfull,&b->lock);
}
b->buffer[b->writepos] = data;
b->writepos++;
if(b->writepos >= BUFFER_SIZE)b->writepos=0;
pthread_cond_signal(&b->notempty);
pthread_mutex_unlock(&b->lock);
}
int get(struct prodcons *b)
{
int data;
pthread_mutex_lock(&b->lock);
while(b->writepos == b->readpos)
{
printf("wait for not empty");
pthread_cond_wait(&b->notempty,&b->lock);
}
data = b->buffer[b->readpos];
b->readpos++;
if(b->readpos >=BUFFER_SIZE)b->readpos=0;
pthread_cond_signal(&b->notfull);
pthread_mutex_unlock(&b->lock);
return data;
}
#define OVER (-1)
struct prodcons buffer;
void *producer(void* data)
{
int n;
for(n=0;n<100;n++)
{
printf("put---->%d.\n",n);
put(&buffer,n);
}
put(&buffer,OVER);
printf("producer stopped!\n");
return NULL;
}
void *consumer(void *data)
{
int d;
while(1)
{
d = get(&buffer);
if(d==OVER)break;
printf(" %d---->get.\n",d);
}
printf("consumer stopped!\n");
return NULL;
}
int main(void)
{
pthread_t th_a,th_b;
void *retval;
init(&buffer);
pthread_create(&th_a,NULL,producer,0);
pthread_create(&th_b,NULL,consumer,0);
pthread_join(th_a,&retval);
pthread_join(th_b,&retval);
return 0;
}這時一個生產者與消費者的程序，程序實現了生產者與消費者並行運行，並且共用一個緩存區。其中使用到一個互斥鎖和信號量來共同控制對緩存區的互斥訪問，緩存的狀態（空，滿）的協調。但是全都在一個文件之中以至於main.c十分臃腫，下面時自己的進行的代碼優化
main.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#include "pro_con.h"
int main(void)
{
pthread_t th_a,th_b;
void *retval;
fun.init(&buffer);
pthread_create(&th_a,NULL,fun.producer,0);
pthread_create(&th_b,NULL,fun.consumer,0);
pthread_join(th_a,&retval);
pthread_join(th_b,&retval);
return 0;
}//------------------Include Files--------------------------------
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include "pro_con.h"
//-------------------------Function Prototype------------------------
static void c_init(struct prodcons* b); //初始化信號量
static void c_put(struct prodcons* b,int data); //向緩存中放入數據
static int c_get(struct prodcons* b);
static void* c_producer(void* data);
static void* c_consumer(void* data);
//---------------------------Variable-----------------------------
prodcons_fun fun=
{
c_init,
c_put,
c_get,
c_producer,
c_consumer
};
struct prodcons buffer;
/*
*============Function=======================================
* Name : init
* Description : 初始化緩存指針信息
*============================================================
*/
static void c_init(struct prodcons* b) //初始化信號量
{
pthread_mutex_init(&b->lock,NULL);
pthread_cond_init(&b->notempty,NULL);
pthread_cond_init(&b->notfull,NULL);
b->readpos = 0;
b->writepos = 0;
}
/*
*============Function========================================
* Name : put
* Description :向緩存中放入數據
*=============================================================
*/
static void c_put(struct prodcons* b,int data)
{
pthread_mutex_lock(&b->lock);
while((b->writepos + 1)%BUFFER_SIZE==b->readpos)
{
printf("wait for not full.\n");
pthread_cond_wait(&b->notfull,&b->lock);
}
b->buffer[b->writepos] = data;
b->writepos++;
if(b->writepos >= BUFFER_SIZE)b->writepos=0;
pthread_cond_signal(&b->notempty);
pthread_mutex_unlock(&b->lock);
}
/*
*===========Function===========================================
* Name :get
* Description :從緩存中獲取數據
*=============================================================
*/
static int c_get(struct prodcons* b)
{
int data;
pthread_mutex_lock(&b->lock);
while(b->writepos == b->readpos)
{
printf("wait for not empty");
pthread_cond_wait(&b->notempty,&b->lock);
}
data = b->buffer[b->readpos];
b->readpos++;
if(b->readpos >= BUFFER_SIZE)b->readpos=0;
pthread_cond_signal(&b->notfull);
pthread_mutex_unlock(&b->lock);
return data;
}
/*
*================Function========================================
* Name :producer
* Description :實現一個生產者程序，當生產-1時，程序終止
*===============================================================
*/
static void* c_producer(void* data)
{
int n;
for(n=0;n<100;n++)
{
printf("put---->%d.\n",n);
c_put(&buffer,n);
}
c_put(&buffer,OVER);
printf("producer stopped!\n");
return NULL;
}
/*
*==============Function======================================
* Name :consumer
* Description :消費掉緩存中生產出來的數據，當消費-1時，程序終止
*=================================================================
*/
static void* c_consumer(void *data)
{
int d;
while(1)
{
d = c_get(&buffer);
if(d==OVER)break;
printf(" %d---->get.\n",d);
}
printf("consumer stopped!\n");
return NULL;
}//---------------Defines----------------------------------
#define OVER (-1) //結束標誌
#define BUFFER_SIZE 16 //使用緩存大小
//--------------Type define-----------------------------------------
struct prodcons
{
int buffer[BUFFER_SIZE]; //緩存申請
pthread_mutex_t lock; //緩存鎖
int readpos,writepos; //讀寫的位置指針
pthread_cond_t notempty; // 不空的信號量
pthread_cond_t notfull; //不滿的信號量
};
typedef struct
{
void (*init)(struct prodcons* b); //初始化緩存信息
void (*put)(struct prodcons* b,int data); //向緩存中放入數據
int (*get)(struct prodcons* b); //從緩存中獲得數據
void* (*producer)(void* data); //
void* (*consumer)(void* data); //
}prodcons_fun;
//-------------Extern----------------------------------------------
extern prodcons_fun fun;
extern struct prodcons buffer;下面主要是講講extern關鍵字與static關鍵字（來源百度百科），以及在把函數封裝在結構體之中。
extern：
extern可以置於變量或者函數前，以表示變量或者函數的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數時在其他模塊中尋找其定義。例如：在main.c中根本沒有聲明變量fun與buffer，但是確可以直接使用。extern的原理很簡單，就是告訴編譯器：“你現在編譯的文件中，有一個標識符雖然沒有在本文件中定義，但是它是在別的文件中定義的全局變量，你要放行！”如extern int a；僅僅是一個變量的聲明，其並不是在定義變量a，並未爲a分配內存空間。變量a在所有模塊中作爲一種全局變量只能被定義一次，否則會出現連接錯誤。
static：
當用static修飾變量或者函數的時候，這個變量或者函數將變爲靜態的，變爲靜態的有下面幾個好處：一：靜態全局變量不能被其它文件所用；二：不同的人編寫不同的函數時，不用擔心自己定義的函數，是否會與其它文件中的函數同名，因爲同名也沒有關係。
最後在prodcons_fun這個結構體中把所有用到的函數都封裝了起來，在此要注意這個結構體的成員永遠是 init，put，get，producer，consumer，這五個，因此當fun被初始化爲c_init,c_put，c_get，c_producer，c_consumer時，最後調用，還是使用 init，put，get，producer，consumer。因爲爲初始化的過程中，只是把這幾個具體實現函數的函數指針（函數入口地址）傳遞給了 init，put，get，producer，consumer，這些成員。
還要注意的是，在編譯時，需要加上 -l pthread，因爲pthread不是默認鏈接的函數庫，如果不加，就會出現找不到有關進程的一些相互函數。