生产者与消费者模型（二）

在上一篇博客中我们了解了什么是生产者与消费者模型？

也掌握了生产者与消费者模型的规则，并且实现了基于单链表的生产者与消费者模型，但是我们实现的基于单链表的生产者与消费者模型还是存在问题，存在死锁的问题，如果想深入理解死锁问题的，可以去看下我总结的死锁的博客。

这篇博客我们主要来实现基于环形队列的生产者与消费者模型。

由于上一篇博客已经讲清楚了关于生产者与消费者的各种问题，所以这篇博客我们就直接来实现。

使用环形队列模拟实现不带锁的单生产者与单消费者模型的思路：

生产者与消费者遵循两个规则：

1.消费者永远都在生产者的后面。

（如果消费者可以超过生产者的话，那么消费者可能会读取到垃圾数据）。

2.生产者永远不能将消费者包围一圈

（如果生产者的优先级很高，消费者的优先级很低，如果生产者可以将消费者包围一圈，那么生产者可能就会覆盖掉原来的旧数据（消费者还没来得及消费的数据））。

由上面的两条规则可知：

1.当生产者将环形队列写满时，这时生产者会被挂起等待。（等待数据被消费者读取走）。

2.当消费者将环形队列中的数据读取完时，这时消费者就会被挂起等待。（等待写入生产者写入的新的数据）。

实现基于环形队列的生产者与消费者模型（不带锁）

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include <semaphore.h>

int blank[64];

sem_t semBlank;//空格子的信号量

sem_t semData;//数据的信号量

//消费者读数据

void *consumer(void *arg)

{

//p

int step = 0;//每次读取数据的下标

while(1)

{

sem_wait(&semData);//等待数据信号量（p操作）

//下面两行是临界区

int data = blank[step];

printf("consume done... %d\n",data);

step++;

sem_post(&semBlank);//释放格子资源（v操作）

step %= 64;//保证下标不越界

// sleep(1);

}

}

void *producter(void *arg)

{

int step = 0;

while(1)

{

sem_wait(&semBlank);//等待格子资源（p操作--）

int data = rand()%1234;

blank[step] = data;

printf("product done... %d\n",data);

step++;

sem_post(&semData);//释放数据资源（v操作++）

step %= 64;

sleep(2);

}

}

int main()

{

sem_init(&semBlank,0,64);

sem_init(&semData,0,0);

pthread_t c,p;

pthread_create(&c,NULL,consumer,NULL);

pthread_create(&p,NULL,producter,NULL);

pthread_join(c,NULL);

pthread_join(p,NULL);

sem_destroy(&semBlank);

sem_destroy(&semData);

return 0;

}

结果如下：

信号量有关操作函数：

1.用sem_init来初始化一个信号量变量：



返回值：

成功返回0，错误返回-1.

参数：

sem：定义的信号量变量的地址；

pshared:如果设置为0，说明这个信号量用于同一个进程的多个线程之间同步的。

如果不为0，则说明这个信号量是在多个进程间共享的。一般应该将其存放在共享内存区。

value：信号量要初始的值（意思也是可用资源的数量）。

2、在使用完信号量之后应该释放与信号量相关的资源。



3.获得资源(P操作)



上面三种情况：

第一种sem_wait通俗点理解，使得信号量的值减一，如果这时的信号变量是0，那么就将该线程/进程挂起等待，也就是阻塞式等待。

第二种sem-trywait是非阻塞等待，如果资源不就绪，那么就返回错误码。

4.释放资源(v操作)

使得信号量的值加1，同时唤醒挂起等待的线程或进程。



返回值：成功返回0，失败返回-1并设置错误码。

描述：

调用该函数可以释放资源（v操作），使得信号量的值加1，同时唤醒挂起等待的线程。