生產者消費者c語言條件變量實現

問題描述

一組生產者線程和一組消費者線程共享一個初始爲空、大小爲n的緩衝區，只有緩衝區沒滿時，生產者才能把消息放入到緩衝區，否則必須等待；只有緩衝區不空時，消費者才能從中取出消息，否則必須等待。由於緩衝區是臨界資源，它只允許一個生產者放入消息，或者一個消費者從中取出消息。

問題分析

1. 關係分析。生產者和消費者對緩衝區互斥訪問是互斥關係，同時生產者和消費者又是一個相互協作的關係，只有生產者生產之後，消費者才能消費，他們也是同步關係。

2. 整理思路。這裏比較簡單，只有生產者和消費者兩種線程，正好是多個線程存在着互斥關係和同步關係。那麼需要解決的是互斥和同步PV操作的位置。

3. 模擬問題。使用隊列模擬緩衝區，生產者與消費者用獨立線程模擬。

4. 實現同步。鎖mutex，用於控制互斥訪問緩衝池以及與條件變量配合使用；條件變量cond用於消費者記錄當前緩衝池中是否非空。條件變量cond1用於生產者記錄當前緩衝池中是否已滿。

核心代碼

void *producer(void *a)
{
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while(full(&pc)==1){
            printf("生產者%ld等待中\n",pthread_self());
            pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
        }
        produce(&pc);
        printf("生產者%ld生產%d\n",pthread_self(),pc.tail->date);
        if(pc.len==1){
            pthread_cond_signal(&cond);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(1);
    }
}
void *consumer(void *a)
{
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while(empty(&pc)==1){
            printf("\t\t\t消費者%ld等待中\n",pthread_self());
            pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
        }
        printf("\t\t\t消費者%ld消費%d\n",pthread_self(),pc.head->date);
        consume(&pc);
        if(pc.len==5){
            pthread_cond_signal(&cond1);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(1);
    }
}