Linux系统编程：使用mutex互斥锁和条件变量实现多个生成者和消费者模型

一时失言乱红尘 2022-05-27 07:30 128阅读 0赞

# 实现代码 #

如题，**使用mutex互斥锁和条件变量实现多个生成者和消费者模型**。

直接上代码，**需要线程中的互斥锁和条件变量的相关知识进行支撑**。这里就不细说了呀，代码中有一定的注释。

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <error.h>
    #include <sys/errno.h>
    #include <pthread.h>
    //产品
    typedef struct Msg{
        struct Msg* next;
        int num;
    }Msg;
    pthread_mutex_t lock =PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //静态初始化mutex 互斥锁，也可以使用pthread_mutex_init方法进出初始化
    pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;  //初始化条件变量
    Msg* head = NULL;
    //生产者
    void* produce(void* arg)
    {
        Msg* msg = NULL;
        int i = (int)arg;//序号
        while(1)
        {
            msg = (Msg*)malloc(sizeof(Msg));
            msg->num = rand()%1000;
            //添加到公共区域
            pthread_mutex_lock(&lock);
            msg->next = head;
            head = msg;
            pthread_mutex_unlock(&lock);
    
            printf("%dth ***producer***:%d\n",i,msg->num);
            pthread_cond_broadcast(&cond);
            sleep(rand()%3);
        }
        return NULL;
    }
    void* custome(void* arg)
    {
        Msg* msg = NULL;
        int i = (int)arg;//序号
        while(1)
        {
            pthread_mutex_lock(&lock);
            //为什么 while而不是if ?当没有产品时,多个消费者线程有可能同时阻塞在cond_wait。
            //当产品区有一个产品，被唤醒的一个消费者将产品消费，其他产品再次消费时，需要判断产品区是否有产品
            while( head == NULL )
            {
                pthread_cond_wait(&cond,&lock);
            }
            //消费
            msg = head;
            head = msg->next;
            pthread_mutex_unlock(&lock);
    
            printf("%dth ###customer###:%d\n",i,msg->num);
            free(msg);
            sleep(rand()%3);
        }
        return NULL;
    }
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        srand((unsigned int)time(NULL));
        pthread_t pro[3],cus[5];
        int i;
        //3 个生产者线程
        for(i = 0 ; i <3; i++)
        {
            pthread_create(&pro[i],NULL,produce,(void*)i);
        }
        //5 个消费者线程
        for( i = 0; i < 5; i++ )
        {
            pthread_create(&cus[i],NULL,custome,(void*)i);
        }
        pthread_mutex_destroy(&lock);
        //主线程回收线程
        for( i = 0; i < 3; i++ )
        {
            pthread_join(pro[i],NULL);
        }
        for( i = 0; i < 5; i++ )
        {
            pthread_join(cus[i],NULL);
        }
        return 0;
    }

# 实现效果 #

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