在linux下用c语言实现用多进程同步方法演示“生产者-消费者”问题

这个问题需要的知识主要包括：

1 多进程间进行通信；

2 使用同步信号量（semaphore）和互斥信号量（mutex）进行数据保护。

参考代码如下，可以参照注释辅助理解：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <pthread.h>

#include <semaphore.h>

#define N 2   // 消费者或者生产者的数目

#define M 10 // 缓冲数目

int in = 0   // 生产者放置产品的位置

int out = 0 // 消费者取产品的位置

int buff[M] = {0} // 缓冲初始化为0， 开始时没有产品

sem_t empty_sem // 同步信号量， 当满了时阻止生产者放产品

sem_t full_sem   // 同步信号量， 当没产品时阻止消费者消费

pthread_mutex_t mutex // 互斥信号量， 一次只有一个线程访问缓冲

int product_id = 0   //生产者id

int prochase_id = 0 //消费者id

/* 打印缓冲情况 */

void print()

{

int i

for(i = 0 i < M i++)

   printf("%d ", buff[i])

printf("\n")

}

/* 生产者方法 */ 

void *product()

{

int id = ++product_id

while(1)

{

   // 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察

   sleep(1)

   //sleep(1)

  

   sem_wait(&empty_sem)

   pthread_mutex_lock(&mutex)

  

   in = in % M

   printf("product%d in %d. like: \t", id, in)

  

   buff[in] = 1  

   print()  

   ++in

  

   pthread_mutex_unlock(&mutex)

   sem_post(&full_sem)  

}

}

/* 消费者方法 */

void *prochase()

{

int id = ++prochase_id

while(1)

{

   // 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察

   sleep(1)

//sleep(1)

  

   sem_wait(&full_sem)

   pthread_mutex_lock(&mutex)

  

   out = out % M

   printf("prochase%d in %d. like: \t", id, out)

  

   buff[out] = 0

   print()

   ++out

  

   pthread_mutex_unlock(&mutex)

   sem_post(&empty_sem)

}

}

int main()

{

pthread_t id1[N]

pthread_t id2[N]

int i

int ret[N]

// 初始化同步信号量

int ini1 = sem_init(&empty_sem, 0, M) 

int ini2 = sem_init(&full_sem, 0, 0)  

if(ini1 && ini2 != 0)

{

   printf("sem init failed \n")

   exit(1)

} 

//初始化互斥信号量 

int ini3 = pthread_mutex_init(&mutex, NULL)

if(ini3 != 0)

{

   printf("mutex init failed \n")

   exit(1)

} 

// 创建N个生产者线程

for(i = 0 i < N i++)

{

   ret[i] = pthread_create(&id1[i], NULL, product, (void *)(&i))

   if(ret[i] != 0)

   {

    printf("product%d creation failed \n", i)

    exit(1)

   }

}

//创建N个消费者线程

for(i = 0 i < N i++)

{

   ret[i] = pthread_create(&id2[i], NULL, prochase, NULL)

   if(ret[i] != 0)

   {

    printf("prochase%d creation failed \n", i)

    exit(1)

   }

}

//销毁线程

for(i = 0 i < N i++)

{

   pthread_join(id1[i],NULL)

   pthread_join(id2[i],NULL)

}

exit(0) 

}

在Linux下编译的时候，要在编译命令中加入选项-lpthread以包含多线程支持。比如存储的C文件为demo.c,要生成的可执行文件为demo。可以使用命令：

gcc demo.c -o demo -lpthread

程序中为便于观察，使用了sleep(1)来暂停运行，所以查看输出的时候可以看到，输出是每秒打印一次的。

sem的意思是：

1、abbr. 扫描式电子显微镜（scanning electron microscope）；标准电子组件（Standard Electronic Modules）

2、n. (Sem)（泰、柬）森（人名）；(Sem)（西、挪）塞姆（人名）

【读音】英 [,es i: 'em]

【短语】

1、SEM Analysis 扫描电镜分析 扫描电子显微镜分析 sem分析

2、sem image sem图像 sem图

3、sem break 空白时间

4、sem valor 无用

5、SEM WATCH 搜索引擎营销观察

6、TSINGHUA SEM 理学院 清华经管学院 清华大学经济管理学院 大学经济管理学院

扩展资料

sem的近义词

seminar

【读音】英 [ˈsemɪnɑː(r)]  美 [ˈsemɪnɑːr]

【意思】n. 讨论会，研讨班

【短语】

1、seminar course 研究学程 专题研究科目 研究科目

2、Olympic Seminar 奥运主题讲座

3、Advanced seminar 高级研讨会

4、Basic Seminar 突破性领导力基础课程 基本课程 真善美讲座

5、Business Seminar 商务研讨会

6、Joint Seminar 双边学术研讨会

#include<stdio.h>  

#include<stdlib.h>  

#include<unistd.h>  

#include<semaphore.h>  

#include<pthread.h>  

  

#define PRODUCER 10//生产者数量  

#define CONSUMER 8//消费者数量  

#define BUFFER 20//缓冲区数量  

  

sem_t empty,full//同步信号量  

pthread_mutex_t mutex//互斥信号量  

int buffer[BUFFER] //缓冲区  

  

int producer_id=0,consumer_id=0//生产者消费者ID  

int index_in=0,index_out=0//生产者 消费者 存放 消费的位置  

  

void print()//输出缓冲区  

{  

   int i  

   printf("Buffer:\n")  

   for(i=0i<20i++)  

   {  

      printf("___")  

   }  

   printf("\n")  

   for(i=0i<20i++)  

      printf("|%d|",buffer[i])  

   printf("\n")  

   for(i=0i<20i++)  

   {  

      printf("———")  

   }   

   printf("\n")  

}  

void *Producer()//生产者函数  

{  

   int ID=++producer_id  

  

   while(1)  

   {  

     sleep(3)  

     sem_wait(&empty)  

     pthread_mutex_lock(&mutex)  

     index_in=index_in%BUFFER  

  

     printf("Producer %d in %d.\n",ID,index_in)  

     buffer[index_in]=1//缓冲区置0  

     print()//输出缓冲区情况  

     index_in++  

     pthread_mutex_unlock(&mutex)  

     sem_post(&full)  

   }  

}  

void *Consumer()//消费者函数  

{  

   int ID=++consumer_id  

  

   while(1)  

   {  

     sleep(3)  

     sem_wait(&full)  

     pthread_mutex_lock(&mutex)  

     index_out=index_out%BUFFER  

  

     printf("\033[0134mConsumer %d in %d\033[0m\n",ID,index_out)  

     buffer[index_out]=0//缓冲区置0  

     print()//输出缓冲区情况  

     index_out++  

     pthread_mutex_unlock(&mutex)  

     sem_post(&empty)  

   }  

}  

  

int main()  

{  

   //freopen("text.txt","w",stdout)  

   int rthread[18],i  

   pthread_t producer[PRODUCER]//生产者  

   pthread_t consumer[CONSUMER]//消费者  

  

   int sinit1=sem_init(&empty,0,BUFFER)//初始化同步信号量  

   int sinit2=sem_init(&full,0,0)  

   int minit =pthread_mutex_init(&mutex,NULL)//初始化互斥信号量  

   if(sinit1 && sinit2)  

   {  

     printf("sem initialize failed /n")  

     exit(1)  

   }  

   if(minit)  

   {  

     printf("sem initialize failed /n")  

     exit(1)  

   }  

   for(i=0i<PRODUCERi++)//创建生产者线程  

   {  

      rthread[i]=pthread_create(&producer[i], NULL, Producer, NULL)  

      if(rthread[i])  

      {  

          printf("producer %d create failed /n", i)  

          exit(1)  

      }  

   }  

   for(i=0i<CONSUMERi++)//创建消费者线程  

   {  

      rthread[i]=pthread_create(&consumer[i], NULL, Consumer,NULL)  

      if(rthread[i])  

      {  

          printf("consumer %d create failed /n", i)  

          exit(1)  

      }  

   }  

   for(i=0i<PRODUCERi++)//销毁生产者线程  

   {  

      pthread_join(producer[i],NULL)  

   }  

   for(i=0i<CONSUMERi++)//销毁生产者线程  

   {  

      pthread_join(consumer[i],NULL)  

   }  

   exit(0)  

}

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