Linux生產者消費者模型實現

任何語言提及到多執行緒同步都離不開生產者/消費者模型。這也是針對許多現實問題建模用到的基礎模型。這一篇就來看一下在linux環境下，c語言實現的兩種生產者和消費者模型。

關鍵字：linux c 生產者消費者

條件變數都會和互斥鎖進行配合使用。首先來回顧一下條件變數的控制原語。

pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr) //初始化建立
pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond) //銷毀
pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex) //阻塞等待條件變數，同時釋放互斥量，兩步為一原子操作
pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict cond) //限時等待
pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond) //喚醒至少乙個
pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond) //喚醒所有

在使用條件變數時，我們至少需要兩個條件變數和乙個互斥量

pthread_cond_t cond_not_empty = pthread_cond_initializer;
pthread_cond_t cond_not_full = pthread_cond_initializer;
pthread_mutex_t mutex_lock = pthread_mutex_initializer;

那麼，此時的生產消費模型應該是醬的。

由此一來，該模型的實現就變為多執行緒對一臨界區的操作問題。

首先是生產者

void *producer(void *arg)
insert_data();
pthread_mutex_unlock(&unlock);
pthread_cond_signal(&cond_not_empty);
sleep_for_some_time();}}

然後是消費者

void *consumer(void *arg)
delete_data();
pthread_mutex_unlock(&mutex_lock);
sleep_for_some_time();}}

邏輯很清晰，只不過在使用條件變數時，重點需要注意的是pthread_cond_wait的特性及使用。在等待條件變數時，會釋放互斥量，被喚醒時會重新加鎖。同時考慮到有多個消費者的情況，採用了while迴圈加鎖。

同樣，首先來回顧一下訊號量的控制原語

sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)
sem_destroy(sem_t *sem)
sem_wait(sem_t *sem)
sem_trywait(sem_t *sem)
sem_post(sem_t *sem)

通過訊號量實現的模型和條件變數略有不同。因為乙個執行緒不應該既是生產者，又是消費者，所以同乙個執行緒不能同時實現訊號量的p和v操作。在這種情況下，應該存在兩個訊號量。例如，訊號量的容量為10，那麼同一時刻，兩個訊號量的當前值之和應該為10。此時，生產消費模型應該是醬的。

首先我們要有兩個訊號量

sem_init(&sem_blank, 0, 10);
sem_init(&sem_filled, 0, 0);

生產者**

void *producer(void *arg)
}

消費者**

void *consumer(void *arg)
}

完。

Linux生產者消費者模型實現

Linux 生產者消費者模型

生產者消費者模型

生產者消費者模型

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