生产者-消费者进程的同步与互斥c语言代码实现
时间: 2023-10-10 11:15:44 浏览: 122
生产者-消费者问题是一个经典的同步问题,涉及到两个进程之间的协作和互斥,下面是一个使用信号量实现的C语言代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define BUFFER_SIZE 5
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0;
int out = 0;
sem_t mutex;
sem_t empty;
sem_t full;
void *producer(void *arg) {
int item;
while (1) {
item = rand();
sem_wait(&empty);
sem_wait(&mutex);
buffer[in] = item;
printf("producer produced item %d\n", item);
in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
sem_post(&mutex);
sem_post(&full);
sleep(1);
}
}
void *consumer(void *arg) {
int item;
while (1) {
sem_wait(&full);
sem_wait(&mutex);
item = buffer[out];
printf("consumer consumed item %d\n", item);
out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
sem_post(&mutex);
sem_post(&empty);
sleep(1);
}
}
int main() {
sem_init(&mutex, 0, 1);
sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
sem_init(&full, 0, 0);
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);
sem_destroy(&mutex);
sem_destroy(&empty);
sem_destroy(&full);
return 0;
}
```
在这个示例中,我们使用了三个信号量,分别实现了互斥、缓冲区空和缓冲区满三个条件。当生产者生产一个物品时,它需要先等待缓冲区不为空(empty信号量),然后获取互斥锁(mutex信号量),将物品放入缓冲区,更新in指针,释放互斥锁,最后通知消费者缓冲区不为空(full信号量)。消费者在消费物品之前需要等待缓冲区不为空(full信号量),获取互斥锁(mutex信号量),从缓冲区中取出物品,更新out指针,释放互斥锁,最后通知生产者缓冲区不满(empty信号量)。注意到这里的缓冲区是一个环形队列,in和out指针通过取模运算实现循环。
这个示例中使用了pthread库中的线程,如果你不熟悉线程的概念,可以先学习一下线程的基本知识。
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