full和empty如何产生

1. prog_full：指FIFO缓冲区已满的状态。当FIFO缓冲区中的数据达到最大容量时，就会出现prog_full状态。此时，如果再往FIFO缓冲区中写入数据，就会导致数据丢失或覆盖已有数据。

2. prog_empty：指FIFO缓冲区为空的状态。当FIFO缓冲区中没有数据时，就会出现prog_empty状态。此时，如果从FIFO缓冲区中读取数据，就会导致读取失败或读取到无效数据。

相关问题

2.在生产者和消费者问题中，生产者和消费者共享n个单元的缓冲区，同步信号量full记录满单元的个数、mutex用于对缓冲区互斥访问、empty记录空单元的个数、。它们的初值应分别是（

在生产者和消费者问题中，生产者和消费者共享n个单元的缓冲区，其中n是缓冲区的大小。为了实现生产者和消费者的同步和互斥访问，需要使用三个同步信号量来控制缓冲区的状态。这三个信号量分别是full、mutex和empty。

首先，full信号量记录满单元的个数，表示缓冲区中已经被生产者填满的单元数量。其初值应该为0，因为初始状态下缓冲区是空的，没有任何单元是满的。

其次，mutex信号量用于对缓冲区的互斥访问，防止多个生产者或消费者同时访问缓冲区产生冲突。其初值应该为1，表示互斥信号量处于解锁状态。

最后，empty信号量记录空单元的个数，表示缓冲区中空闲的单元数量。其初值应该为n，因为初始状态下缓冲区是空的，所有的单元都是空闲的。

通过合理设置这三个同步信号量的初值，可以保证生产者和消费者在对共享缓冲区进行操作时能够正确地进行同步和互斥访问，从而有效地避免了生产者和消费者问题可能出现的各种并发访问冲突和竞态条件。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #define SIZE 10 int in=0; int out=0; int buffer[SIZE]; sem_t empty; sem_t full; pthread_mutex_t mutex; void *Producer() { int nextp=0; int i=0; for(; i <10; ++i) { int time = rand() % 10 + 1; usleep(time*100000); sem_wait(&empty); pthread_mutex_lock(&mutex); nextp = nextp + 1; buffer[in] = nextp; printf("Produce one message:%d\n", nextp); fflush(stdout);//printf后请一定调用这句刷新输出缓存 in = (in + 1) % SIZE; pthread_mutex_unlock(&mutex); //互斥锁解锁 sem_post(&full); } } void *Consumer() { //请补充消费者线程函数代码 int i=0; for(i=0;i<10;++i) { int time=rand()%10+1; usleep(time*100000); sem_wait(&full); pthread_mutex_lock(&mutex); int nextc=buffer[out]; out=(out+1)%SIZE; printf("Consume one message:%d\n",nextc); fflush(stdout); pthread_mutex_unlock(&mutex); sem_post(&empty); } } int main() { sem_init(&empty, 0, 10); //信号量初始化（最多容纳10条消息，容纳了10条生产者将不会生产消息） sem_init(&full, 0, 0); pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //互斥锁初始化 pthread_t producid; pthread_t consumid; pthread_create(&producid, NULL, Producer, NULL); //创建生产者线程 pthread_create(&consumid, NULL, Consumer, NULL); //创建消费者线程 pthread_join(producid, NULL); pthread_join(consumid, NULL); sem_destroy(&empty); //信号量的销毁 sem_destroy(&full); pthread_mutex_destroy(&mutex); //互斥锁的销毁 return 0; }

这段代码实现了一个生产者-消费者模型，使用了信号量和互斥锁实现线程之间的同步和互斥。

在main函数中，我们创建了两个线程，一个是生产者线程，一个是消费者线程。生产者线程的作用是产生消息，并存储到一个大小为10的缓冲区中；消费者线程的作用是消费消息，并从缓冲区中取出消息进行处理。缓冲区使用了一个循环队列实现。

在生产者线程函数Producer和消费者线程函数Consumer中，我们使用了信号量和互斥锁来实现线程之间的同步和互斥。

empty和full是两个信号量，用来表示缓冲区中空槽位和已存储的消息数量。在Producer中，当缓冲区中空槽位数量为0时，生产者线程会阻塞等待；否则生产者线程会获取一个空槽位，产生一条消息并存储到缓冲区中，然后释放full信号量，表示缓冲区中已存储的消息数量增加了1。

在Consumer中，当缓冲区中已存储的消息数量为0时，消费者线程会阻塞等待；否则消费者线程会获取一条消息，进行处理，并释放empty信号量，表示缓冲区中空槽位数量增加了1。

在两个函数中，我们使用了互斥锁mutex来保护缓冲区的访问。在Producer中，当生产者线程获取一个空槽位时，它需要获取互斥锁mutex；在Consumer中，当消费者线程获取一条消息时，它也需要获取互斥锁mutex。这样可以保证生产者和消费者线程不会同时访问缓冲区，从而避免竞争条件的发生。

最后在main函数的末尾，我们调用了sem_destroy和pthread_mutex_destroy函数，释放了信号量和互斥锁的资源。