pv操作代码

PV（生产者-消费者）问题是一个经典的同步问题，其基本思想是在生产者和消费者之间设置一个缓冲区，生产者不断地往缓冲区中放入产品，而消费者则不断地从缓冲区中取出产品。如果缓冲区已满，则生产者必须等待，直到有空闲位置；如果缓冲区为空，则消费者必须等待，直到有产品可用。

下面是一个使用互斥锁和条件变量实现的简单的PV操作代码：

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

#define BUFFER_SIZE 10

int buffer[BUFFER_SIZE];
int count = 0;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void *producer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count == BUFFER_SIZE) {
            printf("Buffer is full. Producer is waiting...\n");
            pthread_cond_wait(&full, &mutex);
        }
        buffer[count++] = i;
        printf("Producer produced item %d.\n", i);
        pthread_cond_signal(&empty);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void *consumer(void *arg) {
    int i, item;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count == 0) {
            printf("Buffer is empty. Consumer is waiting...\n");
            pthread_cond_wait(&empty, &mutex);
        }
        item = buffer[--count];
        printf("Consumer consumed item %d.\n", item);
        pthread_cond_signal(&full);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;
    pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);
    pthread_join(producer_thread, NULL);
    pthread_join(consumer_thread, NULL);
    return 0;
}

在这个例子中，生产者和消费者线程都使用了一个互斥锁 `mutex` 和两个条件变量 `full` 和 `empty`。当缓冲区已满时，生产者调用 `pthread_cond_wait` 函数等待 `full` 条件变量被唤醒；当缓冲区为空时，消费者调用 `pthread_cond_wait` 函数等待 `empty` 条件变量被唤醒。

当生产者向缓冲区中放入产品时，它会先获取互斥锁 `mutex`，然后检查缓冲区是否已满。如果缓冲区已满，则生产者调用 `pthread_cond_wait` 函数等待 `full` 条件变量被唤醒；否则，生产者将产品放入缓冲区中，并且调用 `pthread_cond_signal` 函数唤醒等待 `empty` 条件变量的消费者线程。最后，生产者释放互斥锁 `mutex`。

当消费者从缓冲区中取出产品时，它会先获取互斥锁 `mutex`，然后检查缓冲区是否为空。如果缓冲区为空，则消费者调用 `pthread_cond_wait` 函数等待 `empty` 条件变量被唤醒；否则，消费者从缓冲区中取出产品，并且调用 `pthread_cond_signal` 函数唤醒等待 `full` 条件变量的生产者线程。最后，消费者释放互斥锁 `mutex`。

这个例子中使用了一个长度为 10 的整型数组作为缓冲区。生产者线程生产 20 个整数，将它们放入缓冲区中；消费者线程从缓冲区中取出这些整数。如果缓冲区已满，生产者线程会等待；如果缓冲区为空，消费者线程会等待。最后，两个线程都会退出。