linux 生产者消费者
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生产者-消费者同步问题
1．实验目的
（1）全面理解生产者与消费者问题模型，掌握解决该问题的算法思想，正确使用同步机制。
（2）学习使用Linux线程同步机制解决互斥和同步问题。
2．实验环境
已安装Linux操作系统的微机一台
3．实验内容
问题描述：一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲池，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。
功能要求：根据进程同步机制，编写一个解决上述问题的程序，可显示缓冲池状态、放数据、取数据等过程。
4．具体设计要求及有关说明
（1）有2个生产者线程，分别为P1、P2；有2个消费者进程，分别是C1、C2；缓冲区单元个数N=15；
（2）不同的生产者可生产不同的产品（比如字母、数字、符号）；不同的消费者可有不同的消费方式（比如“显示”、“打印”、“拼接成字符串”、“改变大小写”等）。自己可任意定义。
（3）使用Linux线程同步：mutex、condition virable和semaphore完成上述问题。
（4）程序源代码和实验结果如下：
#include
#include
#include
sem_t blank_number, product_number;
pthread_cond_t full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
#define NUM 15
struct P_Queue {
char productc[NUM];
int front, rear;
int num;
};
void *producer1(void *arg)
{ struct P_Queue *q;
q = (struct P_Queue *) arg;
while (1) {
pthread_mutex_lock(&lock);
while (q->num == NUM) {
pthread_cond_wait(&full, &lock);
}
sem_wait(&blank_number);
char c = rand() % 26 + 'a';
q->rear = (q->rear + 1) % NUM;
q->productc[q->rear] = c;
printf("缓冲池1的产品是：%c\n", q->productc[q->rear]);
q->num++;
printf("产品数量：%d\n", q->num);
sem_post(&product_number);
if (q->num == 1) {
pthread_cond_signal(&empty);
}
pthread_mutex_unlock(&lock);
sleep(rand() % 2);
}
}
void *producer2(void *arg)
{
struct P_Queue *q;
q = (struct P_Queue *) arg;
while (1) {
pthread_mutex_lock(&lock);
while (q->num == NUM) {
pthread_cond_wait(&full, &lock);
}
sem_wait(&blank_number);
char c = rand() % 26 + 'A';
q->rear = (q->rear + 1) % NUM;
q->productc[q->rear] = c;
printf("缓冲池2的产品是：%c\n", q->productc[q->rear]);
q->num++;
printf("产品数量：%d\n", q->num);
sem_post(&product_number);
if (q->num == 1) {
pthread_cond_signal(&empty);
}
pthread_mutex_unlock(&lock);
sleep(rand() % 2);
}
}
void *consumer1(void *arg)
{
struct P_Queue *q;
q = (struct P_Queue *) arg;
while (1) {
pthread_mutex_lock(&lock);
while (q->num == 0) {
pthread_cond_wait(&empty, &lock);
}
sem_wait(&product_number);
q->front = (q->front + 1) % NUM;
char c = q->productc[q->front];
q->productc[q->front] = ' ';
q->num--;
printf("消费者1显示内容：%c\n", c);
printf("产品数量：%d\n", q->num);
sem_post(&blank_number);
if (q->num == NUM - 1) {
pthread_cond_signal(&full);
}
pthread_mutex_unlock(&lock);
sleep(rand() % 2);
}
}
void *consumer2(void *arg)
{
struct P_Queue *q;
q = (struct P_Queue *) arg;
while (1) {
pthread_mutex_lock(&lock);
while (q->num == 0) {
pthread_cond_wait(&empty, &lock);
}
sem_wait(&product_number);
q->front = (q->front + 1) % NUM;
char c = q->productc[q->front];
char d = 0;
if(c>=65 && c<=90)
{ d = c+32;}