目录
生产者消费者模型概述
生产者消费者模型的优点
1.解耦
2.并发性
3.忙闲不均
Linux系统下模拟实现
思路
代码实现
运行结果
生产者消费者模型概述
生产者消费者问题也称为有限缓冲问题 。大概描述就是:两个或更多的线程共享一个缓冲区,其中一个或多个线程作为“生产者”向缓冲区存储数据,另一个或多个线程作为“消费者”从缓冲区取出问题。
生产者消费者模型的优点 1.解耦该模型的几个特点:
生产者和消费者是互斥的使用缓冲区;
缓冲区空时,消费者不能读取数据;
缓冲区满时,生产者不能添加数据。
就是指生产者添加数据和消费者读取数据相互不影响。从代码方面来说就是生产者和消费者并不直接相互调用,两者的代码发生变化时对对方都不产生影响。
2.并发性字面意思,生产者和消费者可以并发的执行。如果没有缓冲区,消费者直接从生产者拿去数据时,就需要等待生产者产生数据,同样生产者也需要等待消费者消费数据。而在该模型下,生产者和消费者是两个独立并发的主体,不需要等待。
3.忙闲不均在该模型下,缓冲区未放满时,生产者和消费者并不相互影响,所以不会产生占用CPU时间片的问题;而当缓冲区放满时,生产者就不在生产数据,同样消费者在缓冲区空时也不会再消费数据。使得两者的运行处于一种动态平衡的状态
Linux系统下模拟实现 思路假设一个生产者消费者问题:有2个生产者,3个消费者
需要用到2个信号量和一个互斥锁来实现互斥的使用缓冲区
代码实现#include#include #include #include #include #define SC_NUM 2 #define XF_NUM 3 #define BUFF_SIZE 5 int buff[BUFF_SIZE]; int in=0; int out=0; sem_t sem_empty; sem_t sem_full; pthread_mutex_t mutex; void* sc_thread(void* arg) { int index=(int)arg; for(int i=0;i<30;i++) { sem_wait(&sem_empty); pthread_mutex_lock(&mutex); buff[in]=rand()%100; printf("第%d个线程,产生数据%d,在%d位置n",index,buff[in],in); in=(in+1)%BUFF_SIZE; pthread_mutex_unlock(&mutex); sem_post(&sem_full); //随机睡眠几秒便于观察 int n =rand()%10; sleep(n); } } void* xf_thread(void* arg) { int index=(int)arg; for(int i=0;i<20;i++) { sem_wait(&sem_full); pthread_mutex_lock(&mutex); printf("——消费者(%d)读取数据%d,在%d的位置n",index,buff[out],out); out=(out+1)%BUFF_SIZE; pthread_mutex_unlock(&mutex); sem_post(&sem_empty); int n=rand()%10; sleep(n); } } int main() { sem_init(&sem_empty,0,BUFF_SIZE); sem_init(&sem_full,0,0); pthread_mutex_init(&mutex,NULL); pthread_t sc_id[SC_NUM]; pthread_t xf_id[XF_NUM]; for(int i=0;i 运行结果 上图截取了部分数据
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