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。

时间: 2024-02-12 13:09:38 浏览: 27
好的,以下是一个基于生产者/消费者模型的控制台程序,在Linux环境下创建n个线程模拟生产者和消费者,实现进程(线程)的同步与互斥的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #define BUFFER_SIZE 10 // 缓冲区大小 #define PRODUCER_NUM 3 // 生产者数量 #define CONSUMER_NUM 2 // 消费者数量 int buffer[BUFFER_SIZE]; // 缓冲区 int in = 0; // 缓冲区写指针 int out = 0; // 缓冲区读指针 sem_t empty_sem; // 空缓冲区信号量 sem_t full_sem; // 满缓冲区信号量 pthread_mutex_t mutex; // 互斥锁 // 生产者线程 void *producer(void *arg) { int id = *(int *)arg; while (1) { // 生成一个随机数表示新生产的物品 int item = rand() % 100 + 1; // 等待空缓冲区 sem_wait(&empty_sem); // 获取互斥锁 pthread_mutex_lock(&mutex); // 将物品放入缓冲区 buffer[in] = item; printf("Producer %d produced item %d.\n", id, item); in = (in + 1) % BUFFER_SIZE; // 释放互斥锁 pthread_mutex_unlock(&mutex); // 发送满缓冲区信号 sem_post(&full_sem); // 等待一段时间再继续生产 sleep(rand() % 3 + 1); } } // 消费者线程 void *consumer(void *arg) { int id = *(int *)arg; while (1) { // 等待满缓冲区 sem_wait(&full_sem); // 获取互斥锁 pthread_mutex_lock(&mutex); // 从缓冲区取出物品 int item = buffer[out]; printf("Consumer %d consumed item %d.\n", id, item); out = (out + 1) % BUFFER_SIZE; // 释放互斥锁 pthread_mutex_unlock(&mutex); // 发送空缓冲区信号 sem_post(&empty_sem); // 等待一段时间再继续消费 sleep(rand() % 3 + 1); } } int main() { // 初始化信号量和互斥锁 sem_init(&empty_sem, 0, BUFFER_SIZE); sem_init(&full_sem, 0, 0); pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 创建生产者线程 pthread_t producer_threads[PRODUCER_NUM]; int producer_ids[PRODUCER_NUM]; for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) { producer_ids[i] = i + 1; pthread_create(&producer_threads[i], NULL, producer, &producer_ids[i]); } // 创建消费者线程 pthread_t consumer_threads[CONSUMER_NUM]; int consumer_ids[CONSUMER_NUM]; for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) { consumer_ids[i] = i + 1; pthread_create(&consumer_threads[i], NULL, consumer, &consumer_ids[i]); } // 等待所有线程结束 for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) { pthread_join(producer_threads[i], NULL); } for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) { pthread_join(consumer_threads[i], NULL); } // 销毁信号量和互斥锁 sem_destroy(&empty_sem); sem_destroy(&full_sem); pthread_mutex_destroy(&mutex); return 0; } ``` 在上述代码中,我们使用了两个信号量empty_sem和full_sem,它们分别表示空缓冲区和满缓冲区。同时,我们还使用了一个互斥锁mutex,用于确保同一时刻只有一个线程对缓冲区进行操作。生产者线程通过sem_wait等待空缓冲区信号,然后获取互斥锁,将新的物品放入缓冲区,释放互斥锁,最后发送满缓冲区信号。消费者线程则通过sem_wait等待满缓冲区信号,然后获取互斥锁,从缓冲区取出物品,释放互斥锁,最后发送空缓冲区信号。在程序运行过程中,生产者和消费者线程会交替进行,确保缓冲区中始终有物品。

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