linux线程7（manufacturer and consumer）

问题描述：有一个生产者在生产产品，这些产品将提供给若干个消费者去消费，为了使生产者和消费者能并发执行，在两者之间设置一个具有多个缓冲区的缓冲池，生产者将它生产的产品放入一个缓冲区中，消费者可以从缓冲区中取走产品进行消费，显然生产者和消费者之间必须保持同步，即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品，也不允许生产者向一个已经放入产品的缓冲区中再次投放产品。

首先假设简单的情况，生产者和消费者只有一个，且缓冲区也只有一个，这样就简单多了。

第一：从缓冲区取走产品和向缓冲区中投放产品必须是互斥的。可以用一个互斥锁来实现。

第二：生产者要等到缓冲区为空时才能投放产品，消费者要等缓冲区不为空时才能取走产品。由于有两个等待过程，所以可以加上两个条件变量来辅助互斥锁。

#include <iostream>
#include <pthread.h>

using namespace std;

const int MAX=10;                                //需要生产的数量
int num=0;

pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   //互斥量
pthread_cond_t condp=PTHREAD_COND_INITIALIZER,condc=PTHREAD_COND_INITIALIZER;      //条件变量

int flag=0;           //为0表示缓冲区没有产品，为1表示缓冲区有产品

void *producer(void *arg);   //生产者
void *consumer(void *arg);   //消费者

int main()
{
pthread_t tid1,tid2;            //线程ID
pthread_create(&tid1,NULL,producer,NULL);    //生产者线程
pthread_create(&tid2,NULL,consumer,NULL);    //消费者线程
pthread_join(tid1,NULL);
pthread_join(tid2,NULL);
return 0;
}

void *producer(void *arg)
{
for(int i=0;i<MAX;i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(flag==1)
pthread_cond_wait(&condp,&mutex);
flag=1;
cout<<"生产者生产第 "<<i+1<<" 个产品"<<endl;
pthread_cond_signal(&condc);      //唤醒消费者(重要)
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}

void *consumer(void *arg)
{
for(int i=0;i<MAX;i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(flag==0)
pthread_cond_wait(&condc,&mutex);
flag=0;
cout<<"消费者消费第 "<<i+1<<" 个产品"<<endl;
pthread_cond_signal(&condp);    //唤醒消费者（重要）
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}

下面来看复杂点的情况：将消费者改成两个，缓冲池改为拥有4个缓冲区的大地址池。

如何分析这个问题？消费者数量变多，影响不大，只需增加对应线程的个数即可。唯一要注意的是缓冲池变大了。但是依然可以用缓冲池是否为空来判断是否可读缓冲池，，只不过写入缓冲池的条件变为非空缓冲池的个数不为0。

#include <iostream>
#include <pthread.h>

using namespace std;

const int MAX=10;                                //需要生产的数量
int num=0;

pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   //互斥量
pthread_cond_t condp=PTHREAD_COND_INITIALIZER,condc=PTHREAD_COND_INITIALIZER;      //条件变量

int flag=0;           //为0表示缓冲区没有产品，为1表示缓冲区有产品

void *producer(void *arg);   //生产者
void *consumer(void *arg);   //消费者

int main()
{
pthread_t tid1,tid2;            //线程ID
pthread_create(&tid1,NULL,producer,NULL);    //生产者线程
pthread_create(&tid2,NULL,consumer,NULL);    //消费者线程
pthread_join(tid1,NULL);
pthread_join(tid2,NULL);
return 0;
}

void *producer(void *arg)
{
for(int i=0;i<MAX;i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(flag==1)
pthread_cond_wait(&condp,&mutex);
flag=1;
cout<<"生产者生产第 "<<i+1<<" 个产品"<<endl;
pthread_cond_signal(&condc);      //唤醒消费者(重要)
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}

void *consumer(void *arg)
{
for(int i=0;i<MAX;i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while(flag==0)
pthread_cond_wait(&condc,&mutex);
flag=0;
cout<<"消费者消费第 "<<i+1<<" 个产品"<<endl;
pthread_cond_signal(&condp);    //唤醒消费者（重要）
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
}

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