利用记录型信号量解决生产者消费者问题显示缓冲区完整代码

以下是使用记录型信号量解决生产者消费者问题的缓冲区完整代码，其中缓冲区大小为5：

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

#define BUFFER_SIZE 5

int buffer[BUFFER_SIZE];
sem_t empty, full;
pthread_mutex_t mutex;

void *producer(void *arg) {
    int item;
    while (1) {
        item = rand() % 100;
        sem_wait(&empty);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf("Producer produced item %d\n", item);
        buffer[(int)arg] = item;
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&full);
    }
}

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

int main() {
    pthread_t producer_threads[BUFFER_SIZE], consumer_threads[BUFFER_SIZE];
    int i;

    sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
    sem_init(&full, 0, 0);
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    for (i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
        buffer[i] = -1;
        pthread_create(&producer_threads[i], NULL, producer, (void *)i);
        pthread_create(&consumer_threads[i], NULL, consumer, (void *)i);
    }

    for (i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
        pthread_join(producer_threads[i], NULL);
        pthread_join(consumer_threads[i], NULL);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&full);

    return 0;
}

在该代码中，我们使用了两个信号量 `empty` 和 `full`，以及一个互斥量 `mutex`。`empty` 表示缓冲区中可用的空间数量，初始值为缓冲区大小；`full` 表示缓冲区中已有的数据数量，初始值为0。在生产者线程中，我们先使用 `sem_wait()` 函数将 `empty` 信号量减1，表示有一个空间被占用；然后使用互斥量 `mutex` 保护共享变量 `buffer`，将一个随机数作为生产的数据存入缓冲区中；最后使用 `sem_post()` 函数将 `full` 信号量加1，表示有一个数据被生产出来了。在消费者线程中，我们先使用 `sem_wait()` 函数将 `full` 信号量减1，表示有一个数据可被消费；然后使用互斥量 `mutex` 保护共享变量 `buffer`，将缓冲区中的数据取出并清空；最后使用 `sem_post()` 函数将 `empty` 信号量加1，表示有一个空间被释放出来了。

在 `main()` 函数中，我们创建了多个生产者和消费者线程，并等待它们的结束。最后，我们销毁了使用的信号量和互斥量。