C語言之生產者與消費者模型

　　

多線程併發應用程序有一個經典的模型，即生產者/消費者模型。系統中，產生消息的是生產者，處理消息的是消費者，消費者和生產者經過一個緩衝區進行消息傳遞。生產者產生消息後提交到緩衝區，而後通知消費者能夠從中取出消息進行處理。消費者處理完信息後，通知生產者能夠繼續提供消息。

要實現這個模型，關鍵在於消費者和生產者這兩個線程進行同步。也就是說：只有緩衝區中有消息時，消費者纔可以提取消息；只有消息已被處理，生產者才能產生消息提交到緩衝區。

   咱們用一個隊列來作這個緩衝區，產生的消息咱們放到這個隊列中去，若是這個隊列滿了，則不放入消息，咱們這個隊列大小是10，可以存放10條消息。而後消費者去消費，消費者去這個緩衝區裏去取數據，一樣，若是緩衝區裏沒有數據，那麼就不會消費。

  這一模型的核心就是消費者和生產者一塊兒去搶互斥鎖，誰搶到了這個鎖誰就有資格對這個緩衝區進行相關操做。

 分析

　　一線程負責生產數據，另外一部分線程負責消費數據。

　　問題1：若是產生的塊，消費的慢，生產者容易餓死

　　問題2：若是生產的慢，消費的快，消費者容易餓死

　　只有把兩個問題協調好，才能最大限度的提升效率。

代碼：

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

#define MAX 20

char storage[MAX] = {};
int count = 0;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void show_storage(char* role,char* op,char prod)
{
printf("%s:",role);
for(int i=0; i<count; i++)
{
printf("%c",storage[i]);
}
printf("%s%c\n",op,prod);
}

void* pro_run(void* arg)
{
char* who = "生產者";
while(1)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(count >= MAX)
{
printf("%s:滿倉\n",who);
pthread_cond_wait(&full,&mutex);
}

char prod = 'A'+rand()%26;
storage[count++] = prod;

show_storage(who,"->",prod);

pthread_cond_signal(&empty);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

usleep(rand()%100*1000);
}
}

void* con_run(void* arg)
{
char* who = "消費者";
while(1)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(count <= 0)
{
printf("%s:空倉\n",who);
pthread_cond_wait(&empty,&mutex);
}

char prod = storage[count--];

show_storage(who,"<-",prod);

pthread_cond_signal(&full);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

usleep(rand()%100*1000);
}
}

int main()
{
pthread_t tid1,tid2;
pthread_create(&tid1,NULL,pro_run,NULL);
pthread_create(&tid2,NULL,con_run,NULL);
getchar();
}

 

 

 

實現：