首页 > 代码库 > Linux多线程之同步2 —— 生产者消费者模型

Linux多线程之同步2 —— 生产者消费者模型

思路

生产者和消费者(互斥与同步)。资源用队列模拟(要上锁,一个时间只能有一个线程操作队列)。

m个生产者。拿到锁,且产品不满,才能生产。当产品满,则等待,等待消费者唤醒。当产品由空到不空,通知消费者。
n个消费者。拿到锁,且有产品,才能消费。当产品空,则等待,等待生产者唤醒。当产品由满到不满,通知生产者。
   
生产者条件:队列不满
消费者条件:队列不空
因此有两个条件变量。

代码

/*************************************************************************  > File Name: main.c  > Author: KrisChou  > Mail:zhoujx0219@163.com  > Created Time: Tue 26 Aug 2014 02:55:01 PM CST ************************************************************************/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <pthread.h>#include <unistd.h>#define CNT 20           /* 最多生产20个产品 *//* 用队列模拟车间 *//* front和tail初始化均为0,tail是下一个资源生成的下一个数组空间下标 */typedef struct tag{    int s_arr[CNT + 1] ;   /* 生产20个产品,必须有21个空间,因为如果空间都装满产品,无法区别队列满和队列空 */    int s_front ;    int s_tail ;}QUEUE,*pQUEUE ;QUEUE my_que ;/* 资源为空 */int que_empty(pQUEUE pq){    return pq ->s_front == pq -> s_tail ;}/* 资源为满 */int que_full(pQUEUE pq){    return  (pq -> s_tail + 1)% (CNT+1) == pq -> s_front ;}int que_cnt(pQUEUE pq){    return (pq -> s_tail  - pq ->s_front + CNT + 1)% (CNT + 1) ;}pthread_mutex_t  mutex ;pthread_cond_t cond_pro, cond_con ;void* pro_handler(void* arg){    pthread_detach(pthread_self());    while(1)    {        pthread_mutex_lock(&mutex) ;        while(que_full(&my_que))        {            pthread_cond_wait(&cond_pro, &mutex);        }        my_que.s_arr[my_que.s_tail ] = rand() % 1000 ;        my_que.s_tail  = (my_que.s_tail + 1)% (CNT + 1) ;        if(que_cnt(&my_que) == 1)        {            pthread_cond_broadcast(&cond_con);        }        printf("produce a product, total num : %d \n", que_cnt(&my_que));        pthread_mutex_unlock(&mutex);        sleep(rand()%3 + 1);    }}void* con_handler(void* arg){    pthread_detach(pthread_self());    while(1)    {        pthread_mutex_lock(&mutex);        while(que_empty(&my_que))        {            pthread_cond_wait(&cond_con, &mutex);        }        my_que.s_front = (my_que.s_front + 1) % (CNT + 1) ;        if(que_cnt(&my_que) == CNT - 1)        {            /*由于我们的主线程是等消费者线程创建完之后,再创建生产者线程,              因此一开始所有消费者线程都会挂起,在条件变量cond_pro的队列里排队              因此需要用broadcast通知所有消费者线程。              不然一次就通知一个生产者线程,就此消费者线程会抢锁。              当然,如果一开始主线程先创建生产者线程,再创建消费者线程,              由于生产者线程不会全部阻塞,因此可以使用signal来唤醒一个        */            pthread_cond_broadcast(&cond_pro);        }        printf("consume a product, total num: %d \n", que_cnt(&my_que));        pthread_mutex_unlock(&mutex);        sleep(rand()%3 + 1);    }}int main(int argc, char* argv[])//exe pro_num  con_num{    int con_cnt , pro_cnt ;    my_que.s_front = 0 ;     my_que.s_tail = 0 ;    pro_cnt = atoi(argv[1]) ;    con_cnt = atoi(argv[2]) ;    srand(getpid());    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);    pthread_cond_init(&cond_pro, NULL);    pthread_cond_init(&cond_con, NULL);    pthread_t* arr = (pthread_t*)calloc(con_cnt + pro_cnt, sizeof(pthread_t));    int index = 0 ;    while(con_cnt > 0)    {        pthread_create(arr + index , NULL, con_handler, NULL);        index ++ ;        con_cnt -- ;    }    sleep(5);    while(pro_cnt > 0)    {        pthread_create(arr + index , NULL, pro_handler, NULL);        index ++ ;        pro_cnt -- ;    }    while(1) ;    pthread_mutex_destroy(&mutex);    pthread_cond_destroy(&cond_pro);    pthread_cond_destroy(&cond_con);    return 0 ;}
 Makefile
main:main.c    gcc -o $@ $< -lpthread

Linux多线程之同步2 —— 生产者消费者模型