模拟生产者消费者问题

模拟生产者消费者问题是一个经典的并发编程场景，涉及两个角色：生产者（Producer）和消费者（Consumer）。在一个共享资源（如队列或缓冲区）的环境中，生产者负责生成产品并将它们放入队列中，而消费者则从队列中取出产品消费。这种问题常常用于测试线程同步和通信机制，例如在多线程环境下保证数据的一致性和避免竞态条件。

在Python中，可以使用内置的`queue`模块（在Python 3.x中，它是`queue`，在Python 2.x中是`Queue`）来创建队列，并利用`threading`库创建多个线程分别代表生产者和消费者。生产者通过`put()`方法将元素添加到队列，消费者通过`get()`方法从队列取出元素。为了保证公平性，可以使用`BoundedSemaphore`作为信号量来限制队列的大小。

import queue
import threading

# 创建一个队列
queue = queue.Queue()

# 生产者函数
def producer(queue):
    for _ in range(10):  # 生产10个产品
        item = create_product()  # 模拟实际生产过程
        queue.put(item)
        print(f"Produced {item}")

# 消费者函数
def consumer(queue):
    while True:
        if not queue.empty():
            product = queue.get()
            consume_product(product)  # 模拟实际消费过程
            print(f"Consumed {product}")
        else:
            time.sleep(1)

# 启动线程
producer_thread = threading.Thread(target=producer, args=(queue,))
consumer_thread = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))

producer_thread.start()
consumer_thread.start()