用c语言实现生产者消费者问题

生产者消费者问题是一个经典的多线程同步问题，下面是用 C 语言实现的一个简单的生产者消费者问题解决方案：

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

#define BUFFER_SIZE 10 // 缓冲区大小
#define THREAD_NUM 2   // 线程数

int buffer[BUFFER_SIZE]; // 缓冲区
int count = 0;           // 缓冲区中的元素个数
int in = 0;              // 待插入元素的位置
int out = 0;             // 待取出元素的位置

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;       // 互斥锁
pthread_cond_t not_full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;      // 缓冲区不满条件变量
pthread_cond_t not_empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;     // 缓冲区不空条件变量

void *producer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < BUFFER_SIZE * 2; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁
        while (count == BUFFER_SIZE) { // 缓冲区满了，等待不满条件
            pthread_cond_wait(&not_full, &mutex);
        }
        buffer[in] = i; // 往缓冲区插入元素
        in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
        count++;
        printf("producer: insert %d\n", i);
        pthread_cond_signal(&not_empty); // 发送不空条件信号
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
    }
    return NULL;
}

void *consumer(void *arg) {
    int i, data;
    for (i = 0; i < BUFFER_SIZE * 2; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁
        while (count == 0) { // 缓冲区空了，等待不空条件
            pthread_cond_wait(&not_empty, &mutex);
        }
        data = buffer[out]; // 从缓冲区取出元素
        out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
        count--;
        printf("consumer: take out %d\n", data);
        pthread_cond_signal(&not_full); // 发送不满条件信号
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[THREAD_NUM];
    int i;

    // 创建生产者线程和消费者线程
    pthread_create(&threads[0], NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&threads[1], NULL, consumer, NULL);

    // 等待线程执行完毕
    for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    return 0;
}

上述代码中创建了两个线程，一个生产者线程和一个消费者线程。生产者线程往缓冲区中插入元素，消费者线程从缓冲区中取出元素。当缓冲区满了时，生产者线程等待不满条件变量；当缓冲区空了时，消费者线程等待不空条件变量。每次插入或取出元素后，都需要发送相应的条件信号。这样，在多线程并发执行时，可以保证缓冲区的正确性和线程之间的同步。