Linux信号量生产者消费者

Linux信号量可以用来实现生产者-消费者模型，保证生产者和消费者之间的同步和互斥。下面是一个基于信号量的生产者-消费者模型的示例代码：

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

#define BUFFER_SIZE 10

int buffer[BUFFER_SIZE];
sem_t empty, full;
pthread_mutex_t mutex;

void *producer(void *arg)
{
    int item = 0;

    while (1) {
        // 等待空闲缓冲区
        sem_wait(&empty);

        // 获取互斥锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        // 生产数据项
        item++;

        // 将数据项放入缓冲区
        buffer[(item - 1) % BUFFER_SIZE] = item;

        printf("Produced item %d\n", item);

        // 释放互斥锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

        // 发送信号通知缓冲区中已有数据
        sem_post(&full);
    }
}

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

    while (1) {
        // 等待缓冲区中有数据
        sem_wait(&full);

        // 获取互斥锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        // 从缓冲区取出数据项
        item = buffer[item % BUFFER_SIZE];

        printf("Consumed item %d\n", item);

        // 释放互斥锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

        // 发送信号通知缓冲区有空闲
        sem_post(&empty);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t ptid, ctid;

    // 初始化信号量和互斥锁
    sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
    sem_init(&full, 0, 0);
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 创建生产者和消费者线程
    pthread_create(&ptid, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&ctid, NULL, consumer, NULL);

    // 等待线程结束
    pthread_join(ptid, NULL);
    pthread_join(ctid, NULL);

    return 0;
}

在这个示例中，用两个信号量`empty`和`full`分别表示缓冲区的空闲和有数据状态。生产者线程在生产数据项之前，会等待`empty`信号量，表示缓冲区中有空闲的位置。生产完成后，会释放一个`full`信号量，表示缓冲区中有数据了。消费者线程在消费数据项之前，会等待`full`信号量，表示缓冲区中有数据。消费完成后，会释放一个`empty`信号量，表示缓冲区中有空闲位置了。在生产者和消费者之间，用一个互斥锁`mutex`来保护共享缓冲区的数据。