C使用信号量实现生产者消费者模型
一、概述
案例:编写一个案例代码,使用信号量(sem_t)来实现生产者消费者模型。
信号量:相当于多把锁,可以理解为加强版的互斥锁,其在一定程度上可以提高并发的效率
相关函数介绍:
相关函数
定义信号量 sem_t sem;
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
函数描述: 初始化信号量
函数参数:
sem: 信号量变量
pshared: 0表示线程同步, 1表示进程同步
value: 最多有几个线程操作共享数据
函数返回值:成功返回0, 失败返回-1, 并设置errno值
int sem_wait(sem_t *sem);
函数描述: 调用该函数一次, 相当于sem--, 当sem为0的时候, 引起阻塞
函数参数: 信号量变量
函数返回值: 成功返回0, 失败返回-1, 并设置errno值
int sem_post(sem_t *sem);
函数描述: 调用一次, 相当于sem++
函数参数: 信号量变量
函数返回值: 成功返回0, 失败返回-1, 并设置errno值
int sem_trywait(sem_t *sem);
函数描述: 尝试加锁, 若失败直接返回, 不阻塞
函数参数: 信号量变量
函数返回值: 成功返回0, 失败返回-1, 并设置errno值
int sem_destroy(sem_t *sem);
函数描述: 销毁信号量
函数参数: 信号量变量
函数返回值: 成功返回0, 失败返回-1, 并设置errno值
使用步骤:
1.定义信号量:sem_t
2.初始化信号量:sem_init(sem_t *);
3.加锁:sem_wait()
4.解锁:sem_post
5.销毁信号量:sem_destroy(
二、代码示例
//使用信号量实现生产者消费者模型 #include#include #include #include #include #include #include //创建一个结构体节点 typedef struct Node{ int data; struct Node *next; }Node; //创建头节点 Node *mFirst; //定义信号量 sem_t sem_producer; sem_t sem_consumer; //生产者线程回调函数 void* producer(void* arg){ //生产一个产品 Node *pNode = NULL; while(1){ //枷锁 pNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); if(pNode==NULL){ perror("malloc error"); exit(-1); } //给节点赋值 pNode->data = rand()%1000; printf("P:[%d]\n",pNode->data); pNode->next = mFirst; mFirst = pNode; //解锁 sem_post(&sem_consumer);//生产出产品后立马通知消费者线程进行消费 sleep(rand()%3); } } //消费者线程回调函数 void* consumer(void * arg){ Node *pNode = NULL; while(1){ //枷锁 sem_wait(&sem_consumer);//由于初始化是0,所以立马会阻塞 pNode = mFirst; printf("C:[%d]\n",mFirst->data); mFirst = mFirst->next; free(pNode); pNode = NULL; //解锁 sem_post(&sem_producer);//通知生产者线程,我又消费了一个,你又可以生产了。。 sleep(rand()%3); } } int main(){ //定义线程id pthread_t thread1; pthread_t thread2; //初始化信号量 sem_init(&sem_producer,0,5); sem_init(&sem_consumer,0,0); //创建线程 pthread_create(&thread1,NULL,producer,NULL); pthread_create(&thread2,NULL,consumer,NULL); pthread_join(thread1,NULL); pthread_join(thread2,NULL); //销毁信号量 sem_destroy(&sem_producer); sem_destroy(&sem_consumer); return 0; }
三、示例图片:P带包生产者,C代表消费者