请编写程序实现生产者消费者问题,其中生产者线程和消费者线程各1个,缓存队列(循环队列)长度为10。生产者每隔100ms产生一个整型数据,产生的数据为0-99,共100个,消费者每隔80ms消费一个数据(从缓存队列中取出一个数据,并打印)。请用不同的时间间隔配置生产者消费者的时间间隔,并观察多线程程序的行为,以及缓存队列中数据的变化。

时间: 2024-02-25 18:55:35 浏览: 39
以下是一个简单的生产者消费者问题的实现,其中生产者线程和消费者线程各一个,缓存队列长度为10,生产者每隔100ms生产一个整型数据,消费者每隔80ms消费一个数据,直到消费完所有数据。 ```python import threading import time # 缓存队列 queue = [None] * 10 front = 0 rear = 0 # 生产者线程 def producer(): global queue, rear for i in range(100): item = i % 100 while ((rear + 1) % len(queue)) == front: time.sleep(0.01) queue[rear] = item rear = (rear + 1) % len(queue) print(f"生产者生产了数据 {item}") time.sleep(0.1) # 消费者线程 def consumer(): global queue, front while True: while front == rear: time.sleep(0.01) item = queue[front] front = (front + 1) % len(queue) print(f"消费者消费了数据 {item}") time.sleep(0.08) if front == rear and item == 99: break # 创建生产者和消费者线程 p = threading.Thread(target=producer) c = threading.Thread(target=consumer) # 启动线程 p.start() c.start() # 等待线程结束 p.join() c.join() ``` 在上面的代码中,我们使用了一个循环队列来实现缓存队列,其中`front`和`rear`分别表示队列的头部和尾部。生产者线程每隔100ms生产一个整型数据,如果队列已满,则会等待一段时间,直到队列有空位。消费者线程每隔80ms消费一个数据,如果队列为空,则会等待一段时间,直到队列有数据。当消费者线程消费完最后一个数据时,程序会结束。 我们可以使用不同的时间间隔来配置生产者和消费者的时间间隔,观察多线程程序的行为和缓存队列中数据的变化。例如,我们可以将生产者的时间间隔改为50ms,将消费者的时间间隔改为100ms: ```python # 生产者线程 def producer(): global queue, rear for i in range(100): item = i % 100 while ((rear + 1) % len(queue)) == front: time.sleep(0.01) queue[rear] = item rear = (rear + 1) % len(queue) print(f"生产者生产了数据 {item}") time.sleep(0.05) # 消费者线程 def consumer(): global queue, front while True: while front == rear: time.sleep(0.01) item = queue[front] front = (front + 1) % len(queue) print(f"消费者消费了数据 {item}") time.sleep(0.1) if front == rear and item == 99: break ``` 在这种情况下,我们会发现生产者生产的速度比消费者快,缓存队列中的数据会一直增加,直到队列满了为止。如果我们将生产者的时间间隔改为200ms,将消费者的时间间隔改为50ms: ```python # 生产者线程 def producer(): global queue, rear for i in range(100): item = i % 100 while ((rear + 1) % len(queue)) == front: time.sleep(0.01) queue[rear] = item rear = (rear + 1) % len(queue) print(f"生产者生产了数据 {item}") time.sleep(0.2) # 消费者线程 def consumer(): global queue, front while True: while front == rear: time.sleep(0.01) item = queue[front] front = (front + 1) % len(queue) print(f"消费者消费了数据 {item}") time.sleep(0.05) if front == rear and item == 99: break ``` 在这种情况下,我们会发现消费者消费的速度比生产者快,缓存队列中的数据会一直减少,直到队列为空为止。这些观察结果说明,生产者和消费者的时间间隔设置会影响缓存队列中数据的变化。

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