使用C++写出用信号量解决经典同步问题的生产者消费者问题

以下是使用 C++11 的 std::thread 和 std::condition_variable 类实现的生产者消费者问题的解决方案，其中使用了两个信号量 empty 和 full 用来控制缓冲区的空槽数量和已经填充的数据数量：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <queue>

const int N = 10;

std::queue<int> buffer;
std::mutex m;
std::condition_variable not_full, not_empty;
int count = 0;

void producer()
{
    while (true)
    {
        int item = rand() % 100;
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
            not_full.wait(lock, [] { return count != N; });
            buffer.push(item);
            count++;
            std::cout << "Produced item: " << item << ", count: " << count << std::endl;
        }
        not_empty.notify_one();
    }
}

void consumer()
{
    while (true)
    {
        int item;
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
            not_empty.wait(lock, [] { return count != 0; });
            item = buffer.front();
            buffer.pop();
            count--;
            std::cout << "Consumed item: " << item << ", count: " << count << std::endl;
        }
        not_full.notify_one();
    }
}

int main()
{
    std::thread t1(producer);
    std::thread t2(consumer);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在生产者线程中，首先生成一个随机数作为生产的数据项，然后获取互斥锁，检查空槽数量是否为 0，如果为 0 则等待非满条件变量，否则将数据项放入缓冲区中，并将计数器加 1。在释放互斥锁之前，通过非空条件变量通知消费者线程可以从缓冲区中取出数据了。

在消费者线程中，首先获取互斥锁，检查缓冲区中是否有数据，如果没有则等待非空条件变量，否则将数据项从缓冲区中取出，并将计数器减 1。在释放互斥锁之前，通过非满条件变量通知生产者线程可以往缓冲区中放入数据了。