日期:2014-05-16  浏览次数:20731 次

关于经典生成者和消费者问题
C/C++ code
#include <stdio.h>   
#include <pthread.h>   
#define BUFFER_SIZE 16 // 缓冲区数量   
// 缓冲区相关数据结构   

struct prodcons   
{   
    int buffer[BUFFER_SIZE]; /* 实际数据存放的数组*/   
    int readpos; /* 读写指针*/  
    int writepos;  
    pthread_mutex_t lock; /* 互斥体lock 用于对缓冲区的互斥操作 */  
    pthread_cond_t notempty; /* 缓冲区非空的条件变量 */ 
    pthread_cond_t notfull; /* 缓冲区未满的条件变量 */  
}; 


//初始化缓冲区结构  
void init(struct prodcons *b)  
{  
    pthread_mutex_init(&b->lock, NULL);  
    pthread_cond_init(&b->notempty, NULL);  
    pthread_cond_init(&b->notfull, NULL);  
    b->readpos = 0;  
    b->writepos = 0;  
}  

/* 将产品放入缓冲区,这里是存入一个整数*/  
void put(struct prodcons *b, int data)  
{  
    pthread_mutex_lock(&b->lock); 
    /* 等待缓冲区未满*/  
    if ((b->writepos + 1) %  BUFFER_SIZE == b->readpos)  
        pthread_cond_wait(&b->notfull, &b->lock);  
    /* 写数据,并移动指针 */ 
    b->buffer[b->writepos] = data; 
    b->writepos++;  
    if (b->writepos >= BUFFER_SIZE)  
        b->writepos = 0;  
    /* 设置缓冲区非空的条件变量*/  
    pthread_cond_signal(&b->notempty);  
    pthread_mutex_unlock(&b->lock);  
}   

/* 从缓冲区中取出整数*/  
int get(struct prodcons *b)  
{  
    int data;  
    pthread_mutex_lock(&b->lock); 
    /* 等待缓冲区非空*/ 
    if (b->writepos == b->readpos) 
        pthread_cond_wait(&b->notempty, &b->lock);  
    /* 读数据,移动读指针*/  
    data = b->buffer[b->readpos]; 
    b->readpos++;  
    if (b->readpos > = BUFFER_SIZE)  
        b->readpos = 0;  
    /* 设置缓冲区未满的条件变量*/ 
    pthread_cond_signal(&b->notfull); 
    pthread_mutex_unlock(&b->lock);  
    return data;  
}  

/* 测试:生产者线程将1 到10000 的整数送入缓冲区, 消费者线程从缓冲区中获取整数,两者都打印信息*/  

#define OVER ( - 1)  
struct prodcons buffer;  
void *producer(void *data)  
{  
    int n;  
    for (n = 0; n < 10000; n++)  
    {  
        printf("%d --->\n", n);  
        put(&buffer, n); 
    }  
    put(&buffer, OVER);  
    return NULL; 
} 

void *consumer(void *data)  
{  
    int d;  
    while (1)  
    {  
        d = get(&buffer);  
        if (d == OVER)  
            break;  
        printf("--->%d \n", d);  
    }  
    return NULL; 
}  

int main(void) 
{ 
    pthread_t th_a, th_b; 
    void *retval; 
    init(&buffer); 
    /* 创建生产者和消费者线程*/ 
    pthread_create(&th_a, NULL, producer, 0); 
    pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0); 
    /* 等待两个线程结束*/ 
    pthread_join(th_a, &retval); 
    pthread_join(th_b, &retval); 
    return 0; 
}


这是网上抄来的觉得几个问题不明白特地问问。
1、极端情况下 put函数中最后1行 pthread_mutex_unlock(&b->lock); 此时put、get函数都应该是竞争状态(即大家都pthread_mutex_lock(&b->lock); ) 应该未必是get函数能拿到,如果是put再次拿到mutex 不是一直是put函数在运行么,更有甚者put函数把缓存都写满从头又开始写??
2、假设我在put函数中最后2行加入 sleep 10多秒 ,然后放开锁,如果锁被get函数拿到,那么get中的pthread_cond_wait(&b->notempty, &b->lock); 还能获得信号,再放开锁么?


------解决方案--------------------
首先这段代码的实现思路确实是有问题的,楼主说的第1点情况确实是有可能发生。
还有对于条件变量的使用,这里说一下:
C/C++ code

if (b->writepos == b->readpos)
    pthread_cond_wait(&b->notempty, &b->lock);

------解决方案--------------------
[Quote=引用:]

首先这段代码的实现思路确实是有问题的,楼主说的第1点情况确实是有可能发生。
还有对于条件变量的使用,这里说一下:
C/C++ code

if (b->writepos == b->readpos)
pthread_cond_wait(&amp;b->notempty, &amp;b->lock);


修改一下 代码就可以实现 连续的 get或者 put,比如连续的get
C/C++ code
void put(struct prodcons * prod, int data)
{
        pthread_mutex_lock(&prod->lock);
        /* Wait until buffer is not full */
        while ((prod->writepos + 1) % BUFFER_SIZE == p