进程记录型信号量解决生产者消费者问题c实现

进程记录型信号量是一种用于解决进程同步问题的机制，可以用来解决生产者消费者问题。在这个问题中，生产者和消费者共享一个缓冲区，生产者不断向缓冲区中添加产品，消费者从缓冲区中消费产品。为了保证生产者和消费者之间的同步，需要使用三个信号量：mutex、full、empty。

其中，mutex是一个二进制信号量，用于保护缓冲区的互斥访问。当一个进程正在访问缓冲区时，其他进程必须等待。full和empty是计数信号量，分别表示缓冲区中已有的产品数量和空闲的缓冲区数量。

生产者在向缓冲区中添加产品之前，必须先获取empty信号量，如果缓冲区已满，则生产者必须等待。当生产者成功向缓冲区中添加了一个产品后，需要释放mutex信号量，并增加full信号量的计数值。

消费者在从缓冲区中消费产品之前，必须先获取full信号量，如果缓冲区为空，则消费者必须等待。当消费者成功从缓冲区中消费了一个产品后，需要释放mutex信号量，并增加empty信号量的计数值。

下面是一个使用进程记录型信号量解决生产者消费者问题的C语言实现的伪代码：

#define N 100 // 缓冲区大小
int buffer[N]; // 缓冲区
int in = 0; // 生产者向缓冲区中添加产品的位置
int out = 0; // 消费者从缓冲区中消费产品的位置
sem_t mutex, full, empty; // 三个信号量

void producer() {
    while (true) {
        int item = produce_item(); // 生产一个产品
        sem_wait(&empty); // 等待空闲的缓冲区
        sem_wait(&mutex); // 获取互斥访问权
        buffer[in] = item; // 将产品添加到缓冲区中
        in = (in + 1) % N; // 更新in指针
        sem_post(&mutex); // 释放互斥访问权
        sem_post(&full); // 增加缓冲区中产品的数量
    }
}

void consumer() {
    while (true) {
        sem_wait(&full); // 等待缓冲区中有产品
        sem_wait(&mutex); // 获取互斥访问权
        int item = buffer[out]; // 从缓冲区中取出一个产品
        out = (out + 1) % N; // 更新out指针
        sem_post(&mutex); // 释放互斥访问权
        sem_post(&empty); // 增加空闲的缓冲区数量
        consume_item(item); // 消费产品
    }
}

int main() {
    sem_init(&mutex, 0, 1); // 初始化mutex信号量为1
    sem_init(&full, 0, 0); // 初始化full信号量为0
    sem_init(&empty, 0, N); // 初始化empty信号量为N
    // 创建生产者和消费者线程
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;
    pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);
    // 等待线程结束
    pthread_join(producer_thread, NULL);
    pthread_join(consumer_thread, NULL);
    return 0;
}

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