操作系统的一个经典问题是"生产者-消费者"问题, 这涉及同步信号量和互斥信号量的应用, 在这里,我用线程的同步和互斥来实现.
/*
* author 张文
* 2008/06/20
*/
#include #include #include #include #include
#define N 2 // 消费者或者生产者的数目
#define M 10 // 缓冲数目
int in = 0; // 生产者放置产品的位置int out = 0; // 消费者取产品的位置
int buff[M] = {0}; // 缓冲初始化为0， 开始时没有产品
sem_t empty_sem; // 同步信号量， 当满了时阻止生产者放产品sem_t full_sem; // 同步信号量， 当没产品时阻止消费者消费pthread_mutex_t mutex;// 互斥信号量， 一次只有一个线程访问缓冲
int product_id = 0; //生产者idint prochase_id = 0; //消费者id
/* 打印缓冲情况 */
void print()
{
int i;
for(i = 0; i < M; i++)
printf("%d ", buff[i]);
printf("\n");
}
/* 生产者方法 */
void *product()
{
int id = ++product_id;
while(1)
{
// 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察 sleep(1);
//sleep(1);
sem_wait(&empty_sem);
pthread_mutex_lock(&mutex);
in = in % M;
printf("product%d in %d. like: \t", id, in);
buff[in] = 1;
print();
++in;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sem_post(&full_sem);
}
}
/* 消费者方法 */
void *prochase()
{
int id = ++prochase_id;
while(1)
{
// 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察
sleep(1);
//sleep(1);
sem_wait(&full_sem);
pthread_mutex_lock(&mutex);
out = out % M;
printf("prochase%d in %d. like: \t", id, out);
buff[out] = 0;
print();
++out;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sem_post(&empty_sem);
}
}
int main()
{
pthread_t id1[N];
pthread_t id2[N];
int i;
int ret[N];
// 初始化同步信号量
int ini1 = sem_init(&empty_sem, 0, M);
int ini2 = sem_init(&full_sem, 0, 0);
if(ini1 && ini2 != 0)
{
printf("sem init failed \n");
exit(1);
}
//初始化互斥信号量int ini3 = pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
if(ini3 != 0)
{
printf("mutex init failed \n");
exit(1);
}
// 创建N个生产者线程for(i = 0; i < N; i++)
{
ret[i] = pthread_create(&id1[i], NULL, product, (void *)(&i));
if(ret[i] != 0)
{
printf("product%d creation failed \n", i);
exit(1);
}
}
//创建N个消费者线程for(i = 0; i < N; i++)
{
ret[i] = pthread_create(&id2[i], NULL, prochase, NULL);
if(ret[i] != 0)
{
printf("prochase%d creation failed \n", i);
exit(1);
}
}
//销毁线程for(i = 0; i < N; i++)
{
pthread_join(id1[i],NULL);
pthread_join(id2[i],NULL);
}
exit(0);
}
关于这个程序中的同步和互斥操作，很多网上资料都说必须先同步再互斥，否则会有死锁，我认为这是错的。事实上，生产者中先同步再互斥，而消费者先互斥再同
步，或反之；以及生产者和消费者都先互斥再同步这几种情况都不会死锁，因为它们间并没有交叉关系，就更不可能形成死锁环。之所以先同步，再互斥，是为了更
好的并发性：并发性的瓶颈是互斥区，先同步再互斥，使得互斥区代码更短。