生產者消費者問題是同步問題中的一種常見情況，借用一下維基百科的話
生產者消費者問題（英語：producer-consumer problem），也稱有限緩衝問題（英語：bounded-buffer problem），是乙個多執行緒
同步問題的經典案例。該問題描述了兩個共享固定大小緩衝區的執行緒——即所謂的「生產者」和「消費者」——在實際執行時會發生的問題。生產者的主要作用是生成一定量的資料放到緩衝區中，然後重複此過程。與此同時，消費者也在緩衝區消耗這些資料。該問題的關鍵就是要保證生產者不會在緩衝區滿時加入資料，消費者也不會在緩衝區中空時消耗資料。
訊號量：
訊號量的特性如下：訊號量是乙個非負整數（車位數），所有通過它的執行緒/程序（車輛）都會將該整數減一（通過它當然是為了使用資源），當該整數值為零時，所有試圖通過它的執行緒都將處於等待狀態。在訊號量上我們定義兩種操作： wait（等待） 和 release（釋放）。當乙個執行緒呼叫wait操作時，它要麼得到資源然後將訊號量減一，要麼一直等下去（指放入阻塞佇列），直到訊號量大於等於一時。release（釋放）實際上是在訊號量上執行加操作，對應於車輛離開停車場，該操作之所以叫做「釋放」是因為釋放了由訊號量守護的資源。
wait, release在linux下
int sem_wait(sem_t * sem);
int sem_post(sem_t * sem);
設定兩個訊號量，empty用來表示空槽的個數，full用來表示占有的個數
生產者在向任務佇列裡放資源時，呼叫sem_wait(&full)來檢查佇列是否已滿，如果滿的話，就阻塞，直到有消費者從裡面取資源再甦醒，如果不滿，就放資源，並通知消費者來取。
消費者在從任務佇列裡取資源時，呼叫sem_wait(&empty)來檢查佇列是否為空，如果空的話，就阻塞，直到有生產者向裡面放資源再甦醒，如果不空，就取資源，並通知生產者來放。
而互斥鎖僅僅是為了防止多個執行緒同時對佇列進行操作，造成未知的結果。
[cpp]view plain
copy
#include
#include
#include
#define max 5 //佇列長度
pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer;
sem_t full; //填充的個數
sem_t empty; //空槽的個數
inttop = 0;
//隊尾
intbottom = 0;
//隊頭
void
* produce(
void
* arg)
return
(void
*)1;
} void
* consume(
void
* arg)
return
(void
*)2;
} int
main(
intargc,
char
*argv)
注：如果把sem_wait()和sem_post()放到pthread_mutex_lock()與pthread_mutex_unlock()之間會如何呢？
答案是：死鎖，因為我們不能預知執行緒進入共享區順序，如果消費者執行緒先對mutex加鎖，並進入，sem_wait()發現隊列為空，阻塞，而生產者在對mutex加鎖時，發現已上鎖也阻塞，雙方永遠無法喚醒對方。
條件變數的常見用法是在不滿足某些條件時，阻塞自己，直到有執行緒通知自己醒來。
而互斥量在這裡的作用依然還是防止多執行緒對共享資源同時操作，造成未知結果。
生產者消費者的行為與之前相同，只不過原來只呼叫sem_wait()可以完成兩步，1是檢查條件，2是阻塞，現在條件變數需要我們自己來設定條件(所以說條件變數配合互斥鎖比訊號量的功能更強大，因為它可以自定義休眠條件，但是這對使用者的要求也提高了，必須理清邏輯關係避免死鎖)
[cpp]view plain
copy
#include
#include
#define max 5
pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer;
pthread_cond_t notfull = pthread_cond_initializer; //是否隊滿
pthread_cond_t notempty = pthread_cond_initializer; //是否隊空
inttop = 0;
intbottom = 0;
void
* produce(
void
* arg)
top = (top+1) % max;
printf("now top is %d\n"
, top);
pthread_cond_signal(¬empty);//發出隊非空的訊息
pthread_mutex_unlock(&mutex);
} return
(void
*)1;
} void
* consume(
void
* arg)
bottom = (bottom+1) % max;
printf("now bottom is %d\n"
, bottom);
pthread_cond_signal(¬full);//發出隊不滿的訊息
pthread_mutex_unlock(&mutex);
} return
(void
*)2;
} int
main(
intargc,
char
*argv)
注：為什麼訊號量在互斥區外，而條件變數在互斥區內呢？
因為互斥鎖本質上是二元訊號量，和訊號量互斥的原理相同，而且放在互斥區會死鎖，而條件變數是和互斥鎖協同配合的，
我們從pthread_cond_wait()和pthread_cond_signal()的內部實現就可以看出
pthread_cond_wait()是先將互斥鎖解開，並陷入阻塞，直到pthread_signal()發出訊號後pthread_cond_wait()再加上鎖，然後退出，可以看到它們在設計時就是為了協同配合，而互斥鎖和訊號量都是由linux下的futex機制實現的，這裡就不展開說了
這裡貼出了pthread_wait()原始碼圖
Linux 生產者消費者模型
生產者消費者模型 為什麼要使用生產者消費者模型？生產者消費者模型遵循 基於生產者消費者模型的阻塞佇列 include include include include include include using namespace std class blockqueue void unlockque...
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