多線程編程之：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容——“生產(chǎn)者消費(fèi)者”實(shí)驗(yàn)

9.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容——“生產(chǎn)者消費(fèi)者”實(shí)驗(yàn)

1．實(shí)驗(yàn)目的

“生產(chǎn)者消費(fèi)者”問題是一個(gè)著名的同時(shí)性編程問題的集合。通過學(xué)習(xí)經(jīng)典的“生產(chǎn)者消費(fèi)者”問題的實(shí)驗(yàn)，讀者可以進(jìn)一步熟悉Linux中的多線程編程，并且掌握用信號量處理線程間的同步和互斥問題。

2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

“生產(chǎn)者—消費(fèi)者”問題描述如下。

有一個(gè)有限緩沖區(qū)和兩個(gè)線程：生產(chǎn)者和消費(fèi)者。他們分別不停地把產(chǎn)品放入緩沖區(qū)和從緩沖區(qū)中拿走產(chǎn)品。一個(gè)生產(chǎn)者在緩沖區(qū)滿的時(shí)候必須等待，一個(gè)消費(fèi)者在緩沖區(qū)空的時(shí)候也必須等待。另外，因?yàn)榫彌_區(qū)是臨界資源，所以生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間必須互斥執(zhí)行。它們之間的關(guān)系如圖9.4所示。

圖9.4生產(chǎn)者消費(fèi)者問題描述

這里要求使用有名管道來模擬有限緩沖區(qū)，并且使用信號量來解決“生產(chǎn)者—消費(fèi)者”問題中的同步和互斥問題。

3．實(shí)驗(yàn)步驟

（1）信號量的考慮。

這里使用3個(gè)信號量，其中兩個(gè)信號量avail和full分別用于解決生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程之間的同步問題，mutex是用于這兩個(gè)線程之間的互斥問題。其中avail表示有界緩沖區(qū)中的空單元數(shù)，初始值為N；full表示有界緩沖區(qū)中非空單元數(shù)，初始值為0；mutex是互斥信號量，初始值為1。

（2）畫出流程圖。

本實(shí)驗(yàn)流程圖如圖9.5所示。

圖9.5“生產(chǎn)者—消費(fèi)者”實(shí)驗(yàn)流程圖