生产者消费者c语言实验报告

生产者消费者问题是一个经典的同步问题，它描述的是有一组生产者和消费者共享同一个有限缓冲区的情况下，如何让它们在不发生竞争条件（如死锁）的情况下协同工作。

在C语言中，我们可以使用线程和信号量来实现生产者消费者问题。

首先，我们需要定义一个缓冲区，用于存储生产者生产的物品，以及消费者消费的物品。缓冲区可以使用数组来实现，例如：

#define BUFFER_SIZE 10

int buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0; // 指向缓冲区下一个插入位置的指针
int out = 0; // 指向缓冲区下一个删除位置的指针

接下来，我们需要定义两个线程函数，即生产者和消费者。生产者线程函数的作用是不断地往缓冲区中插入物品，消费者线程函数的作用是不断地从缓冲区中删除物品。它们的实现可以使用while循环和sleep函数来实现，例如：

void* producer(void* arg)
{
    int item;
    while (true) {
        item = produce_item(); // 生产物品
        sem_wait(&empty); // 等待缓冲区有空位
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 上锁
        buffer[in] = item; // 将物品插入缓冲区
        in = (in + 1) % BUFFER_SIZE; // 更新插入位置指针
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
        sem_post(&full); // 通知缓冲区有物品
        sleep(1);
    }
}

void* consumer(void* arg)
{
    int item;
    while (true) {
        sem_wait(&full); // 等待缓冲区有物品
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 上锁
        item = buffer[out]; // 从缓冲区中取出物品
        out = (out + 1) % BUFFER_SIZE; // 更新删除位置指针
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
        sem_post(&empty); // 通知缓冲区有空位
        consume_item(item); // 消费物品
        sleep(1);
    }
}

在上面的代码中，我们使用了pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock函数来实现互斥锁，旨在保证同一时间只有一个线程能够访问缓冲区。另外，我们还使用了sem_wait和sem_post函数来实现信号量，旨在保证当缓冲区为空或已满时，生产者和消费者能够正确地进行等待和通知。

最后，在main函数中，我们需要初始化信号量和互斥锁，并创建两个线程，即生产者和消费者。代码实现如下：

int main()
{
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
    sem_init(&full, 0, 0);
    pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);
    pthread_join(producer_thread, NULL);
    pthread_join(consumer_thread, NULL);
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&full);
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了pthread_create和pthread_join函数来创建和等待线程的结束。另外，在程序结束时，我们需要销毁信号量和互斥锁。

综上所述，这就是一个简单的生产者消费者问题的C语言实现。