生产者消费者多线程c语言

生产者消费者问题是一个经典的多线程同步问题，可以使用信号量来解决。以下是一个简单的 C 语言实现：

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

#define BUFFER_SIZE 5
#define PRODUCER_NUM 2
#define CONSUMER_NUM 2

sem_t empty, full;
pthread_mutex_t mutex;
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0, out = 0;

void *producer(void *arg) {
    int id = *(int *)arg;
    while (1) {
        int item = rand() % 1000;
        sem_wait(&empty);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        buffer[in] = item;
        in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
        printf("Producer %d produced item %d\n", id, item);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&full);
        sleep(rand() % 3);
    }
}

void *consumer(void *arg) {
    int id = *(int *)arg;
    while (1) {
        sem_wait(&full);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        int item = buffer[out];
        out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
        printf("Consumer %d consumed item %d\n", id, item);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&empty);
        sleep(rand() % 3);
    }
}

int main() {
    sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
    sem_init(&full, 0, 0);
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_t tid[PRODUCER_NUM + CONSUMER_NUM];
    int id[PRODUCER_NUM + CONSUMER_NUM];
    for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) {
        id[i] = i;
        pthread_create(&tid[i], NULL, producer, &id[i]);
    }
    for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) {
        id[PRODUCER_NUM + i] = i;
        pthread_create(&tid[PRODUCER_NUM + i], NULL, consumer, &id[PRODUCER_NUM + i]);
    }
    for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM + CONSUMER_NUM; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&full);
    sem_destroy(&empty);
    return 0;
}

在程序中，我们使用了两个信号量 `empty` 和 `full` 分别表示空闲缓冲区的数量和已占用缓冲区的数量。对于生产者线程，每当一个新的 item 被生产出来，需要先等待 `empty` 信号量，表示有空闲的缓冲区可以使用。然后获取互斥锁，将 item 放入缓冲区中，更新 `in` 指针，表示下一个可用的缓冲区。最后释放互斥锁，增加 `full` 信号量，表示已占用的缓冲区数量加 1。

对于消费者线程，每当需要消费一个 item，需要先等待 `full` 信号量，表示有已占用的缓冲区可以使用。然后获取互斥锁，从缓冲区中取出 item，更新 `out` 指针，表示下一个可用的缓冲区。最后释放互斥锁，增加 `empty` 信号量，表示空闲的缓冲区数量加 1。

最后，我们创建多个生产者线程和消费者线程，并等待所有线程结束。注意需要在程序结束时销毁互斥锁和信号量。