操作系统中进程同步生产者与消费者问题代码

操作系统中的生产者-消费者问题是一个经典的并发控制示例，它涉及到两个线程：生产者和消费者，它们共享一个缓冲区。生产者负责往缓冲区添加元素，而消费者则从缓冲区移除并处理元素。为了避免数据竞争和死锁，通常会使用互斥量（mutex）、条件变量（condition variable）等同步机制。

下面是一个简单的Python代码实现，使用了`threading`模块：

import threading
import queue

# 定义缓冲区大小
BUFFER_SIZE = 5
buffer = queue.Queue(BUFFER_SIZE)

# 生产者线程
def producer(queue):
    for i in range(10):
        if not queue.full():
            with queue.mutex:
                # 获取锁，检查队列是否已满
                queue.put(i)
                print(f"Producer added item {i} to the queue")
                # 释放锁
                queue.notify()

# 消费者线程
def consumer(queue):
    while True:
        with queue.mutex:
            if not queue.empty():
                # 如果队列非空，获取下一个元素并处理
                item = queue.get()
                print(f"Consumer consumed item {item}")
            else:
                # 队列为空，等待生产者放入元素
                queue.wait()

# 创建并启动生产者和消费者线程
producer_thread = threading.Thread(target=producer, args=(buffer,))
consumer_thread = threading.Thread(target=consumer, args=(buffer,))

producer_thread.start()
consumer_thread.start()

# 等待所有线程结束
producer_thread.join()
consumer_thread.join()

在这个例子中，`queue`充当了缓冲区的角色，`mutex`用于保护对缓冲区的访问，`wait()`和`notify()`分别用于线程阻塞和唤醒。