用C语言编程不使用linux系统的库实现生产者-消费者进程的同步与互斥,题目要求: 1、至少支持两个生产者和两个消费者; 2、每次只能有一个生产者或消费者进入仓库; 3、仓库满时生产者不能进入仓库,仓库空时消费者不能进入仓库。

时间: 2024-02-04 16:01:48 浏览: 86
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生产者与消费者 进程的同步与互斥模拟

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好的,这是一个比较典型的多线程同步问题,可以使用信号量(Semaphore)来实现生产者-消费者问题的同步与互斥。在 C 语言中,可以使用 POSIX 标准中的信号量库来实现。 下面是具体的实现步骤: 1. 定义仓库的数据结构,包括仓库的最大容量,当前存储的物品数量等信息。 2. 定义生产者和消费者的线程函数,其中生产者负责往仓库中放入物品,消费者负责从仓库中取出物品。 3. 在主函数中创建两个生产者和两个消费者线程,并初始化仓库的数据结构和信号量。 4. 在生产者和消费者线程函数中,使用信号量来实现同步与互斥。具体来说,当仓库满时,生产者线程需要等待消费者线程取出物品后才能往仓库中放入物品;当仓库空时,消费者线程需要等待生产者线程放入物品后才能从仓库中取出物品。 下面是示例代码,其中使用了 POSIX 标准中的信号量库: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #define MAX_ITEMS 10 // 仓库的最大容量 int items = 0; // 当前仓库中存储的物品数量 sem_t mutex, empty, full; // 三个信号量:mutex 用于互斥访问仓库,empty 表示仓库中空余的空间,full 表示仓库中已存储的物品数量 // 生产者线程函数 void *producer(void *arg) { while (1) { // 等待 empty 信号量,表示仓库中还有空余的空间可以放入物品 sem_wait(&empty); // 互斥访问仓库 sem_wait(&mutex); // 在仓库中放入物品 items++; printf("Producing item, total items: %d\n", items); // 释放 mutex 信号量,允许其他线程访问仓库 sem_post(&mutex); // 发送 full 信号量,表示有物品可以被消费 sem_post(&full); } return NULL; } // 消费者线程函数 void *consumer(void *arg) { while (1) { // 等待 full 信号量,表示仓库中有物品可以被消费 sem_wait(&full); // 互斥访问仓库 sem_wait(&mutex); // 从仓库中取出物品 items--; printf("Consuming item, total items: %d\n", items); // 释放 mutex 信号量,允许其他线程访问仓库 sem_post(&mutex); // 发送 empty 信号量,表示仓库中有空余的空间可以放入物品 sem_post(&empty); } return NULL; } int main() { // 初始化信号量 sem_init(&mutex, 0, 1); sem_init(&empty, 0, MAX_ITEMS); sem_init(&full, 0, 0); // 创建两个生产者和两个消费者线程 pthread_t p1, p2, c1, c2; pthread_create(&p1, NULL, producer, NULL); pthread_create(&p2, NULL, producer, NULL); pthread_create(&c1, NULL, consumer, NULL); pthread_create(&c2, NULL, consumer, NULL); // 等待线程结束 pthread_join(p1, NULL); pthread_join(p2, NULL); pthread_join(c1, NULL); pthread_join(c2, NULL); // 销毁信号量 sem_destroy(&mutex); sem_destroy(&empty); sem_destroy(&full); return 0; } ```
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