生产者消费者
生产者消费者问题概述
生产者
/
消费者问题，也被称作有限缓冲问题。可以描述为：两个或者更多的线程共享同一个缓冲
区，其中一个或多个线程作为
“
生产者
”
会不断地向缓冲区中添加数据，另一个或者多个线程作为
“
消费者
”
从缓冲区中取走数据。生产者
/
消费者模型关注的是以下几点：
生产者和消费者必须互斥的使用缓冲区
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
生产者消费者模型优点：
1.
解耦：因为多了一个缓冲区，
所以生产者和消费者并不直接相互调用，这样生产者和消费者的代码 发生变化，都不会对对方产生影响
。这样其实就是把生产者和消费者之间的强耦合解开，变成了生 产者和缓冲区，消费者和缓冲区之间的弱耦合
2.
支持并发：如果消费者直接从生产者拿数据，则消费者需要等待生产者生产数据，同样生产者需要 等待消费者消费数据。
而有了生产者/消费者模型，生产者和消费者可以是两个独立的并发主体。 生产者把制造出来的数据添加到缓冲区，就可以再去生产下一个数据了。而消费者也是一样的，从 缓冲区中读取数据，不需要等待生产者。这样，生产者和消费者就可以
并发
的执行
。
3.
支持忙闲不均：如果消费者直接从生产者这里拿数据，而生产者生产数据很慢，消费者消费数据很 快，或者生产者生产数据很多，消费者消费数据很慢。都会造成占用CPU
的时间片白白浪费。生产 者/
消费者模型中，生产者只需要将生产的数据添加到缓冲区，
缓冲区满了就不生产了
。消费者从 缓冲区中读取数据，
缓冲区空了就不消费了
，使得生产者/
消费者的处理能力达到一个动态的平 衡
生产者消费者模型实现
假定缓冲池中有
N
个缓冲区，一个缓冲区只能存储一个
int
类型的数据。定义互斥锁
mutex
实现对缓
冲区的互斥访问；计数信号量
dempty
用来表示空闲缓冲区的数量，其初值为
N
；计数信号量
dfull
用来表
示有数据的缓冲区的数量，其初值为
0
在实现生产者消费者模型时我们要考虑加锁和p v操作的顺序
如果先加锁 那么在系统进行p操作的时候就会阻塞 等待回复 但是此时没有外力是无法恢复的
因此我们在实现生产者和消费者模型时 我们应该先进行p v 操作
再进行加锁操作
因此生产者消费者的模型应该是这样的
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>
#define BUFF_MAX 30
#define SC_NUM 2
#define XF_NUM 3
int in = 0;
int out = 0;
sem_t sem_empty;
sem_t sem_full;
pthread_mutex_t mutex;
int buff[BUFF_MAX] = {0};
void * sc_thread(void* arg)
{
i nt index = (int)arg;
while( 1 ){
sem_wait(&sem_empty);
pthread_mutex_lock(&mutex);
buff[in] = rand()%100;
printf("生产者%d 产生数据%d,in=%d\n",index,buff[in],in);
in = (in + 1) % BUFF_MAX;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sem_post(&sem_full);
int n = rand() % 10;
sleep(n);
}
}
void * xf_thread(void* arg)
{
int index = (int)arg;
while(1){
sem_wait(&sem_full);
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf("消费者%d 消费数据%d, out=%d\n",index,buff[out],out);
out = (out+1) % BUFF_MAX;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sem_post(&sem_empty);
int n = rand() % 10;
sleep(n);
}
}
int main(){
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
sem_init(&sem_empty,0,BUFF_MAX);
sem_init(&sem_full,0,0);
srand((int)time(NULL));
pthread_t sc_id[SC_NUM];
pthread_t xf_id[XF_NUM];
int i = 0;
for( ; i < SC_NUM; i++ ){
pthread_create(&sc_id[i],NULL,sc_thread,(void*)i);
}
for( i = 0; i < XF_NUM; i++ ){
pthread_create(&xf_id[i],NULL,xf_thread,(void*)i);
}
for( i = 0; i < SC_NUM; i++ ){
pthread_join(sc_id[i],NULL);
}
for( i = 0; i < XF_NUM; i++ ){
pthread_join(xf_id[i],NULL);
}
sem_destroy(&sem_empty);
sem_destroy(&sem_full);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
exit(0);
}rand函数是获取一个随机数值
我们使用两个线程来模拟生产者和消费者 生产者和消费者线程内部都是先进行p v 操作
再执行加锁 读写步骤
![LeetCode[295]数据流的中位数](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/def2872e75a34ee9a738fabbf5603e7d.png)
