使用C语言，通过生产者－消费者问题实现一个系统动态分配资源的简单模拟程序

生产者-消费者问题是一个经典的同步问题，可以用于模拟系统动态分配资源的过程。下面是一个使用 C 语言实现的简单模拟程序：

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

#define MAX 100
#define N 10

int buffer[MAX]; // 缓冲区
int in = 0, out = 0; // 缓冲区指针
sem_t empty, full; // 信号量

void *producer(void *arg) // 生产者线程
{
    int i, item;

    for (i = 0; i < N; i++) {
        item = rand() % 1000; // 产生一个随机数作为生产的物品
        sem_wait(&empty); // 等待空缓冲区
        buffer[in] = item; // 将物品放入缓冲区
        printf("Producer %d produced item %d at position %d\n", *(int *)arg, item, in);
        in = (in + 1) % MAX; // 缓冲区指针加一
        sem_post(&full); // 发信号表示缓冲区已满
    }

    pthread_exit(NULL);
}

void *consumer(void *arg) // 消费者线程
{
    int i, item;

    for (i = 0; i < N; i++) {
        sem_wait(&full); // 等待满缓冲区
        item = buffer[out]; // 从缓冲区取出物品
        printf("Consumer %d consumed item %d at position %d\n", *(int *)arg, item, out);
        out = (out + 1) % MAX; // 缓冲区指针加一
        sem_post(&empty); // 发信号表示缓冲区已空
    }

    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    int i;
    pthread_t prod_threads[N], cons_threads[N];
    int prod_id[N], cons_id[N];

    sem_init(&empty, 0, MAX); // 初始化空缓冲区信号量
    sem_init(&full, 0, 0); // 初始化满缓冲区信号量

    // 创建生产者线程
    for (i = 0; i < N; i++) {
        prod_id[i] = i;
        pthread_create(&prod_threads[i], NULL, producer, &prod_id[i]);
    }

    // 创建消费者线程
    for (i = 0; i < N; i++) {
        cons_id[i] = i;
        pthread_create(&cons_threads[i], NULL, consumer, &cons_id[i]);
    }

    // 等待所有线程结束
    for (i = 0; i < N; i++) {
        pthread_join(prod_threads[i], NULL);
        pthread_join(cons_threads[i], NULL);
    }

    sem_destroy(&empty); // 销毁空缓冲区信号量
    sem_destroy(&full); // 销毁满缓冲区信号量

    pthread_exit(NULL); // 退出主线程
}

上述程序中，定义了一个长度为 MAX 的缓冲区 buffer，in 和 out 分别表示缓冲区的读写指针，empty 和 full 分别表示缓冲区为空和满的信号量。程序中创建了 N 个生产者线程和 N 个消费者线程，每个生产者线程随机生成一个物品并放入缓冲区，每个消费者线程从缓冲区中取出一个物品并消耗。通过信号量的等待和发送操作来实现生产者和消费者之间的同步。

以上程序仅为一个简单的模拟程序，实际应用中需要根据具体需求进行修改和扩展。