进程同步与互斥生产者消费者c语言代码

下面是一个使用信号量实现进程同步与互斥的生产者消费者问题的 C 语言代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define BUFFER_SIZE 10  // 缓冲区大小

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;  // 空缓冲区信号量
sem_t full;  // 满缓冲区信号量
sem_t mutex;  // 互斥信号量

void *producer(void *arg);
void *consumer(void *arg);

int main(int argc, char *argv[]) {
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;

    // 初始化信号量
    sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
    sem_init(&full, 0, 0);
    sem_init(&mutex, 0, 1);

    // 创建生产者线程和消费者线程
    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);

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&full);
    sem_destroy(&mutex);

    return 0;
}

void *producer(void *arg) {
    int item;

    while (1) {
        item = rand() % 100;  // 随机生成一个生产的产品

        sem_wait(&empty);  // 等待空缓冲区
        sem_wait(&mutex);  // 互斥访问缓冲区

        buffer[in] = item;
        in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;

        printf("Producer produced item %d\n", item);

        sem_post(&mutex);  // 释放互斥信号量
        sem_post(&full);  // 发送满缓冲区信号量
    }
}

void *consumer(void *arg) {
    int item;

    while (1) {
        sem_wait(&full);  // 等待满缓冲区
        sem_wait(&mutex);  // 互斥访问缓冲区

        item = buffer[out];
        out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;

        printf("Consumer consumed item %d\n", item);

        sem_post(&mutex);  // 释放互斥信号量
        sem_post(&empty);  // 发送空缓冲区信号量
    }
}

上述代码中，我们使用了三个信号量 `empty`、`full` 和 `mutex` 分别表示空缓冲区、满缓冲区和互斥访问缓冲区的状态。生产者和消费者在访问缓冲区时，都需要先获取互斥信号量 `mutex`，以确保同一时刻只有一个进程在访问缓冲区。生产者在向缓冲区写入数据时，需要等待 `empty` 信号量，以确保缓冲区有空闲位置；写入完成后，需要释放 `full` 信号量，通知消费者缓冲区有数据可供消费。消费者在从缓冲区读取数据时，需要等待 `full` 信号量，以确保缓冲区有数据可供读取；读取完成后，需要释放 `empty` 信号量，通知生产者缓冲区有空闲位置。