生产者消费者问题c语言

生产者消费者问题是一个经典的同步问题，需要通过互斥、信号量等机制来实现线程之间的协作。以下是一个简单的使用互斥锁和条件变量实现的生产者消费者问题的C语言代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define BUFFER_SIZE 10

int buffer[BUFFER_SIZE];
int count = 0;
int in = 0;
int out = 0;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void *producer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count == BUFFER_SIZE) {
            pthread_cond_wait(&empty, &mutex);
        }
        buffer[in] = i;
        in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
        count++;
        printf("Producer: produced %d, count = %d\n", i, count);
        pthread_cond_signal(&full);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}

void *consumer(void *arg) {
    int i, item;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count == 0) {
            pthread_cond_wait(&full, &mutex);
        }
        item = buffer[out];
        out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
        count--;
        printf("Consumer: consumed %d, count = %d\n", item, count);
        pthread_cond_signal(&empty);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;
    pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);
    pthread_join(producer_thread, NULL);
    pthread_join(consumer_thread, NULL);
    return 0;
}

在这个示例中，生产者和消费者分别运行在不同的线程中。生产者往缓冲区中生产数据，消费者从缓冲区中消费数据。互斥锁和条件变量用来保证线程之间的同步和互斥。具体实现逻辑如下：

- 在生产者线程中，首先获取互斥锁。如果缓冲区已满，就等待条件empty被满足并释放互斥锁，否则就往缓冲区中插入数据，并更新计数器count和in指针。然后发送信号full，通知消费者线程可以消费数据了，最后释放互斥锁。
- 在消费者线程中，首先获取互斥锁。如果缓冲区为空，就等待条件full被满足并释放互斥锁，否则就从缓冲区中取出数据，并更新计数器count和out指针。然后发送信号empty，通知生产者线程可以继续生产数据了，最后释放互斥锁。

这样，就可以通过互斥锁和条件变量来实现生产者消费者问题的同步和互斥了。