C语言实现生产者消费者问题：并发控制与循环队列

本资源是一份用C语言实现的生产者与消费者问题的代码实例。生产者与消费者问题是一个经典的多线程同步问题，主要涉及两个并发线程：生产者负责在固定大小的缓冲区（这里定义为一个包含N个槽的循环队列）中添加新的数据项，而消费者则从缓冲区中移除数据项进行处理。这个问题的关键在于避免数据竞争和死锁，确保生产者不会无休止地添加而忽略消费者的消耗，反之亦然。 代码中定义了一些关键的数据结构和信号量： - `semaphore mutex`：互斥访问信号量，用于控制对缓冲区的独占访问，防止多个线程同时修改缓冲区。 - `semaphore empty` 和 `semaphore full`：分别记录缓冲区中的空槽数和满槽数，用于生产者和消费者之间同步。 - `semaphore bffer[N]`：循环缓冲区，用于存储数据项。 - `semaphore in` 和 `semaphore out`：指示当前生产者和消费者操作的缓冲区位置。 `p` 和 `v` 函数分别表示信号量的递减（P操作）和递增（V操作），在生产者和消费者之间传递资源状态的改变信号。 `produce_item` 函数用于生产一个新的数据项（这里是字符'm'），`enter_item` 将新生产的数据项放入缓冲区，并更新 `empty` 信号量。当缓冲区满时，`full` 信号量达到上限 `N`，生产者会调用 `consumer()` 唤醒等待的消费者。 `consumer` 函数则负责从缓冲区取出数据项，消耗掉一个满的槽位，同时更新 `full` 信号量。当缓冲区变为空时，`in` 信号量变为0，此时会检查是否有其他等待的生产者，如果有则唤醒他们。 整个程序通过循环和睡眠机制模拟了生产者和消费者之间的交互，通过信号量保证了线程安全。值得注意的是，这个实现没有使用Windows API，而是使用了标准C库中的信号量，因为信号量是跨平台的同步原语，适用于各种操作系统。通过这个例子，学习者可以深入理解生产者与消费者问题的解决方案，以及如何在多线程编程中管理和同步共享资源。