使用记录型信号量实现生产者消费者问题C语言

使用记录型信号量（Record Semaphores）可以有效地解决生产者消费者问题，这是一种并发控制机制，在C语言中，你可以通过互斥锁（mutex）、条件变量（condition variable）以及共享数据结构来模拟。以下是使用这种方法实现生产者消费者问题的基本步骤：

1. 定义结构体，包含计数器、生产者列表和消费者列表等信息：

typedef struct {
    int count;           // 共享资源的数量
    sem_t mutex;         // 互斥锁
    sem_t cond_producer; // 生产者等待信号
    sem_t cond_consumer; // 消费者等待信号
    bool empty;          // 表示缓冲区是否为空
} producer_consumer_record;

2. 初始化信号量：

producer_consumer_record pc = {0, PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 0, 0, true};

3. 生产者函数：
- 获取互斥锁，检查缓冲区是否满，然后减小计数器并唤醒消费者；
- 如果缓冲区不满，生产者继续工作。

void producer(void *arg) {
    while (true) {
        pthread_mutex_lock(&pc.mutex);
        if (!pc.empty && pc.count > 0) {
            pc.count--;
            sem_post(&pc.cond_consumer); // 唤醒一个消费者
        } else {
            sem_wait(&pc.cond_producer); // 等待缓冲区空或增加生产
        }
        pthread_mutex_unlock(&pc.mutex);
    }
}

4. 消费者函数：
- 获取互斥锁，检查缓冲区是否空，然后增加计数器并唤醒生产者；
- 如果缓冲区满，消费者停止工作。

void consumer(void *arg) {
    while (true) {
        pthread_mutex_lock(&pc.mutex);
        if (pc.empty && pc.count < MAX_SIZE) {
            pc.empty = false;
            pc.count++;
            sem_post(&pc.cond_producer); // 唤醒一个生产者
        } else {
            sem_wait(&pc.cond_consumer); // 等待缓冲区非空或减少消费
        }
        pthread_mutex_unlock(&pc.mutex);
    }
}