Linux环境下的生产者-消费者问题实现

"Linux下的生产者消费者问题是多线程编程中的一个经典问题，用于模拟多个生产者线程和消费者线程共享有限资源的情况。在这个问题中，生产者生成产品并放入一个固定大小的缓冲区，而消费者则从这个缓冲区取出产品进行消费。当缓冲区满时，生产者必须等待；当缓冲区空时，消费者必须等待。这个问题主要通过信号量和互斥锁来解决同步和互斥问题。 在给出的代码中，定义了以下几个关键变量和结构： 1. `N`: 生产者和消费者的数目，这里设置为2。 2. `M`: 缓冲区的大小，设置为10，表示最多可以存储10个产品。 3. `in` 和 `out`: 分别记录生产者放入产品和消费者取出产品的位置。 4. `buff[M]`: 缓冲区数组，初始值为0，表示没有产品。 5. `empty_sem` 和 `full_sem`: 分别是同步信号量，用于控制生产者和消费者的活动。当缓冲区为空时，`full_sem`阻止消费者；当缓冲区满时，`empty_sem`阻止生产者。 6. `mutex`: 互斥锁，确保同一时间只有一个线程可以访问缓冲区。 7. `product_id` 和 `prochase_id`: 分别标识生产者和消费者的ID，用于调试和打印。 代码中定义了两个函数：`product()` 和 `prochase()`，分别代表生产者和消费者的行为。 在`product()`函数中，生产者会无限循环地生成产品。每次生成产品前，它会先等待`empty_sem`信号量，表示有空间可以放产品。然后，它获取互斥锁，更新缓冲区，打印当前缓冲区状态，释放锁，并发布`full_sem`信号量，通知消费者可以消费。 同样，在`prochase()`函数中，消费者也会无限循环地消费产品。它首先等待`full_sem`信号量，表示有产品可取。接着获取互斥锁，更新缓冲区，打印缓冲区状态，释放锁，并发布`empty_sem`信号量，让生产者可以继续生产。 在主函数`main()`中，创建`N`个生产者线程和`N`个消费者线程，分别调用`product()`和`prochase()`函数。这些线程会并发执行，共同操作缓冲区，实现生产者消费者模型。 这段代码展示了如何使用POSIX线程（pthread）和信号量（semaphore）在Linux环境中解决生产者消费者问题。通过这种方式，可以有效地协调多个线程之间的交互，避免数据竞争，确保系统资源的合理利用。