完成pv操作生产者消费者问题

生产者消费者问题是一个经典的线程同步问题，它涉及到两种类型的线程，生产者和消费者，它们共享一个有限的缓冲区。生产者线程将数据放入缓冲区，而消费者线程则从缓冲区中取出数据。

在实现生产者消费者问题时，需要使用同步机制来保证线程之间的正确协作。常见的同步机制有信号量、互斥锁、条件变量等。

下面是一个使用互斥锁和条件变量实现的生产者消费者问题的代码：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

const int BUFFER_SIZE = 10;

queue<int> buffer;
mutex mtx;
condition_variable not_full_cv, not_empty_cv;

void producer(int id)
{
    while (true) {
        unique_lock<mutex> lck(mtx);
        not_full_cv.wait(lck, []{ return buffer.size() < BUFFER_SIZE; });
        buffer.push(id);
        cout << "Producer " << id << " produced, buffer size: " << buffer.size() << endl;
        not_empty_cv.notify_all();
        lck.unlock();
        // 生产者休眠一段时间
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    }
}

void consumer(int id)
{
    while (true) {
        unique_lock<mutex> lck(mtx);
        not_empty_cv.wait(lck, []{ return buffer.size() > 0; });
        int data = buffer.front();
        buffer.pop();
        cout << "Consumer " << id << " consumed " << data << ", buffer size: " << buffer.size() << endl;
        not_full_cv.notify_all();
        lck.unlock();
        // 消费者休眠一段时间
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1500));
    }
}

int main()
{
    thread p1(producer, 1);
    thread p2(producer, 2);
    thread c1(consumer, 1);
    thread c2(consumer, 2);

    p1.join();
    p2.join();
    c1.join();
    c2.join();

    return 0;
}

在这个代码中，生产者和消费者分别由不同的线程函数 `producer` 和 `consumer` 实现。生产者线程不断将数据放入缓冲区，直到缓冲区满了就等待消费者线程取走数据，而消费者线程则不断从缓冲区中取出数据，直到缓冲区为空就等待生产者线程放入数据。

在实现中，使用了互斥锁 `mtx` 来保证对缓冲区的访问是线程安全的，使用条件变量 `not_full_cv` 和 `not_empty_cv` 来实现线程之间的等待和唤醒。其中，`not_full_cv` 用于生产者线程等待缓冲区不满，`not_empty_cv` 用于消费者线程等待缓冲区不为空。在生产者线程向缓冲区中放入数据时，使用 `not_empty_cv.notify_all()` 来通知消费者线程可以开始取数据了；在消费者线程从缓冲区中取出数据时，使用 `not_full_cv.notify_all()` 来通知生产者线程可以开始放数据了。