线程同步问题（生产者与消费者C语言版）

ゝ一世哀愁。 2024-02-19 10:41 44阅读 0赞

## 线程同步问题 ##

### 消费者与生产者 ###

*  一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲池，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。

1.  有2个生产者线程，分别为P1、P2；有2个消费者线程，分别是C1、C2；缓冲区单元个数N=15；
2.  不同的生产者可生产不同的产品（比如字母、数字、符号）；不同的消费者可有不同的消费方式（比如“显示”、“打印”、“拼接成字符串”、“改变大小写”等）。自己可任意定义。  
    功能要求：根据进程同步机制，编写一个解决上述问题的程序，显示缓冲池状态、放数据、取数据等过程。

#include<stdlib.h>
    #include<pthread.h>
    #include<semaphore.h>
    
    #define BUFFER_SIZE 15
    #define NUM_PRODUCERS 2
    #define NUM_COMSUMERS 2
    
    
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    int in = 0,out = 0;
    
    sem_t empty;
    sem_t full;
    
    pthread_mutex_t mutex;
    
    void produce(char item ,int id){
        printf("Producer %d produced item %c\n",id,item);
        buffer[in] = item;
    
        in = (in+1) % BUFFER_SIZE;
    }
    char consume(int id){
        char item = buffer[out];
        printf("Consumer %d consumed item %c\n",id,item);
        out = (out+1)%BUFFER_SIZE;
        return item;
    }
    
    void *producer(void *arg){
        int id = *(int *)arg;
        char item;
    
        while(1){
            item = 'A' + rand() % 26;
            sem_wait(&empty);
            pthread_mutex_lock(&mutex);
            produce(item,id);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            sem_post(&full);
        }
        return NULL;
    }
    
    void *consumer(void *arg){
        int id = *(int *)arg;
        char item;
        while(1){
            sem_wait(&full);
            pthread_mutex_lock(&mutex);
            consume(id);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            sem_post(&empty);
            if (item >= 'a' && item <= 'z') {
                item -= 'a' - 'A';
            }
        }
    
        return NULL;
    }
    
    int main(){
        sem_init(&empty,0,BUFFER_SIZE);
        sem_init(&full,0,0);
        pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
        pthread_t producers[NUM_PRODUCERS];
        pthread_t consumers[NUM_COMSUMERS];
        int producer_ids[NUM_PRODUCERS];
        int consumer_ids[NUM_COMSUMERS];
        int i;
        for(i = 0;i<NUM_PRODUCERS;i++){
            producer_ids[i] = i+1;
            pthread_create(&producers[i],NULL,producer,&producer_ids[i]);
        }
            for(i = 0;i<NUM_COMSUMERS;i++){
            consumer_ids[i] = i+1;
            pthread_create(&consumers[i],NULL,consumer,&consumer_ids[i]);
        }
        for(i = 0;i<NUM_PRODUCERS;i++){
            pthread_join(producers[i],NULL);
        }
            for(i = 0;i<NUM_PRODUCERS;i++){
            pthread_join(consumers[i],NULL);
        }
    
       sem_destroy(&empty);
        sem_destroy(&full);
        pthread_mutex_destroy(&mutex);
        return 0;
    }

运行结果  
![在这里插入图片描述][502f5f11f7b24323abc1059417f40a51.png]

[502f5f11f7b24323abc1059417f40a51.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/19/c6ce5900a4744a89979e2da3f910518f.png