以生产者/消费者模型为依据,在linux环境下创建一个控制台进程,在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者,实现进程(线程)的同步与互斥。

以下是一个基于Linux环境下使用pthread库实现生产者/消费者模型的控制台程序的示例代码：

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

#define BUFFER_SIZE 10

int buffer[BUFFER_SIZE];
int count = 0;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // 互斥锁
pthread_cond_t full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;   // 缓冲区满条件变量
pthread_cond_t empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER; // 缓冲区空条件变量

void *producer(void *param);
void *consumer(void *param);

int main(int argc, char *argv[]) {
    pthread_t tid_producer[5], tid_consumer[5];
    int i;

    // 创建5个生产者线程和5个消费者线程
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        if (pthread_create(&tid_producer[i], NULL, producer, NULL) != 0) {
            perror("pthread_create");
            exit(1);
        }
        if (pthread_create(&tid_consumer[i], NULL, consumer, NULL) != 0) {
            perror("pthread_create");
            exit(1);
        }
    }

    // 等待所有线程结束
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        if (pthread_join(tid_producer[i], NULL) != 0) {
            perror("pthread_join");
            exit(1);
        }
        if (pthread_join(tid_consumer[i], NULL) != 0) {
            perror("pthread_join");
            exit(1);
        }
    }

    return 0;
}

void *producer(void *param) {
    int item;

    while (1) {
        item = rand() % 100; // 生产一个随机数

        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁

        // 如果缓冲区已满，等待消费者消费
        while (count == BUFFER_SIZE) {
            pthread_cond_wait(&empty, &mutex);
        }

        buffer[count++] = item; // 将数据放入缓冲区
        printf("Producer %u produced item %d\n", (unsigned int)pthread_self(), item);

        // 如果缓冲区不为空，通知消费者可以消费
        if (count == 1) {
            pthread_cond_signal(&full);
        }

        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁

        sleep(1); // 随机休眠一段时间
    }
}

void *consumer(void *param) {
    int item;

    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁

        // 如果缓冲区为空，等待生产者生产
        while (count == 0) {
            pthread_cond_wait(&full, &mutex);
        }

        item = buffer[--count]; // 从缓冲区取出数据
        printf("Consumer %u consumed item %d\n", (unsigned int)pthread_self(), item);

        // 如果缓冲区未满，通知生产者可以继续生产
        if (count == BUFFER_SIZE - 1) {
            pthread_cond_signal(&empty);
        }

        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁

        sleep(1); // 随机休眠一段时间
    }
}

该程序创建了5个生产者线程和5个消费者线程，它们共享一个大小为10的缓冲区。生产者线程每次生产一个随机数并将其放入缓冲区中，消费者线程每次从缓冲区中取出一个数据并消费它。使用互斥锁和条件变量实现了线程之间的同步与互斥。