多線(xiàn)程編程之：實(shí)驗內容——“生產(chǎn)者消費者”實(shí)驗

9.3實(shí)驗內容——“生產(chǎn)者消費者”實(shí)驗

1．實(shí)驗目的

“生產(chǎn)者消費者”問(wèn)題是一個(gè)著(zhù)名的同時(shí)性編程問(wèn)題的集合。通過(guò)學(xué)習經(jīng)典的“生產(chǎn)者消費者”問(wèn)題的實(shí)驗，讀者可以進(jìn)一步熟悉Linux中的多線(xiàn)程編程，并且掌握用信號量處理線(xiàn)程間的同步和互斥問(wèn)題。

2．實(shí)驗內容

“生產(chǎn)者—消費者”問(wèn)題描述如下。

有一個(gè)有限緩沖區和兩個(gè)線(xiàn)程：生產(chǎn)者和消費者。他們分別不停地把產(chǎn)品放入緩沖區和從緩沖區中拿走產(chǎn)品。一個(gè)生產(chǎn)者在緩沖區滿(mǎn)的時(shí)候必須等待，一個(gè)消費者在緩沖區空的時(shí)候也必須等待。另外，因為緩沖區是臨界資源，所以生產(chǎn)者和消費者之間必須互斥執行。它們之間的關(guān)系如圖9.4所示。

圖9.4生產(chǎn)者消費者問(wèn)題描述

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

3．實(shí)驗步驟

（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)者和消費者線(xiàn)程之間的同步問(wèn)題，mutex是用于這兩個(gè)線(xiàn)程之間的互斥問(wèn)題。其中avail表示有界緩沖區中的空單元數，初始值為N；full表示有界緩沖區中非空單元數，初始值為0；mutex是互斥信號量，初始值為1。

（2）畫(huà)出流程圖。

本實(shí)驗流程圖如圖9.5所示。

圖9.5“生產(chǎn)者—消費者”實(shí)驗流程圖