用C语言编程实现生产者-消费者进程的同步与互斥,题目要求: 1、至少支持两个生产者和两个消费者; 2、每次只能有一个生产者或消费者进入仓库; 3、仓库满时生产者不能进入仓库,仓库空时消费者不能进入仓库。

时间: 2023-12-30 15:03:06 浏览: 28
以下是一个基于进程的生产者-消费者模型的 C 语言代码,使用信号量实现同步和互斥: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <semaphore.h> #include <fcntl.h> #include <sys/mman.h> #define BUFFER_SIZE 10 typedef struct { int buffer[BUFFER_SIZE]; int count; sem_t *mutex; sem_t *full; sem_t *empty; } shared_data; shared_data *init_shared_data() { int fd = shm_open("/shm", O_CREAT | O_RDWR, 0666); if (fd == -1) { perror("shm_open failed"); exit(EXIT_FAILURE); } int res = ftruncate(fd, sizeof(shared_data)); if (res == -1) { perror("ftruncate failed"); exit(EXIT_FAILURE); } shared_data *data = mmap(NULL, sizeof(shared_data), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); if (data == MAP_FAILED) { perror("mmap failed"); exit(EXIT_FAILURE); } data->count = 0; data->mutex = sem_open("/mutex", O_CREAT | O_RDWR, 0666, 1); data->full = sem_open("/full", O_CREAT | O_RDWR, 0666, 0); data->empty = sem_open("/empty", O_CREAT | O_RDWR, 0666, BUFFER_SIZE); if (data->mutex == SEM_FAILED || data->full == SEM_FAILED || data->empty == SEM_FAILED) { perror("sem_open failed"); exit(EXIT_FAILURE); } return data; } void destroy_shared_data(shared_data *data) { sem_close(data->mutex); sem_close(data->full); sem_close(data->empty); munmap(data, sizeof(shared_data)); shm_unlink("/shm"); sem_unlink("/mutex"); sem_unlink("/full"); sem_unlink("/empty"); } void produce(shared_data *data, int id) { int i; for (i = 0; i < 20; i++) { sem_wait(data->empty); sem_wait(data->mutex); data->buffer[data->count++] = i; printf("生产者 %d 生产: %d\n", id, i); sem_post(data->mutex); sem_post(data->full); sleep(1); } } void consume(shared_data *data, int id) { int i; for (i = 0; i < 20; i++) { sem_wait(data->full); sem_wait(data->mutex); int data = data->buffer[--data->count]; printf("消费者 %d 消费: %d\n", id, data); sem_post(data->mutex); sem_post(data->empty); sleep(1); } } int main(int argc, char **argv) { shared_data *data = init_shared_data(); pid_t pid1, pid2, pid3, pid4; pid1 = fork(); if (pid1 == 0) { produce(data, 1); exit(EXIT_SUCCESS); } pid2 = fork(); if (pid2 == 0) { produce(data, 2); exit(EXIT_SUCCESS); } pid3 = fork(); if (pid3 == 0) { consume(data, 1); exit(EXIT_SUCCESS); } pid4 = fork(); if (pid4 == 0) { consume(data, 2); exit(EXIT_SUCCESS); } waitpid(pid1, NULL, 0); waitpid(pid2, NULL, 0); waitpid(pid3, NULL, 0); waitpid(pid4, NULL, 0); destroy_shared_data(data); return 0; } ``` 本代码中使用了共享内存和信号量来实现进程间的同步和互斥。在共享内存中存储了缓冲区和三个信号量:一个用于保护缓冲区的互斥信号量,一个用于表示缓冲区已满的信号量,一个用于表示缓冲区已空的信号量。生产者进程在缓冲区未满时才能生产,消费者进程在缓冲区非空时才能消费,通过对信号量的操作来实现进程的同步和互斥。

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