一、問題描述
生產(chǎn)者-消費者問題是一個經(jīng)典的進程同步問題,該問題最早由Dijkstra提出,用以演示他提出的信號量機制.
他要求設計在同一個進程地址空間內(nèi)執(zhí)行的兩個線程.
生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品,然后將物品放置在一個空緩沖區(qū)中供消費者線程消費.
消費者線程從緩沖區(qū)中獲得物品,然后釋放緩沖區(qū).
當生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時,如果沒有空緩沖區(qū)可用,那么生產(chǎn)者線程必須等待消費者線程釋放出一個空緩沖區(qū).
當消費者線程消費物品時,如果沒有滿的緩沖區(qū),那么消費者線程將被阻塞,直到新的物品被生產(chǎn)出來.
同理 本問題也是要求設計在同一個進程地址空間內(nèi)執(zhí)行的兩個線程.
當車站售票廳達到20人上線時,必須等有人走出車站售票廳,車站售票廳外的購票者才可進入.就如上面
生產(chǎn)者線程生產(chǎn)物品時,如果沒有空緩沖區(qū)可用,那么生產(chǎn)者線程必須等待消費者線程釋放出一個空緩沖區(qū).此時廳外購票者進入大廳這個事件可以看做是一個生產(chǎn)者線程,而廳內(nèi)購票者走出廳外這個事件就可以看做是一個消費者線程.如此問題迎刃而解.
二、實現(xiàn)代碼
#include
#include
const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10; //緩沖區(qū)長度
unsigned short ProductID = 0; //產(chǎn)品號
unsigned short ConsumeID = 0; //將被消耗的產(chǎn)品號
unsigned short in = 0; //產(chǎn)品進緩沖區(qū)時的緩沖區(qū)下標
unsigned short out = 0; //產(chǎn)品出緩沖區(qū)時的緩沖區(qū)下標
int g_buffer[SIZE_OF_BUFFER]; //緩沖區(qū)是個循環(huán)隊列
bool g_continue = true; //控制程序結(jié)束
HANDLE g_hMutex; //用于線程間的互斥
HANDLE g_hFullSemaphore; //當緩沖區(qū)滿時迫使生產(chǎn)者等待
HANDLE g_hEmptySemaphore; //當緩沖區(qū)空時迫使消費者等待
DWORD WINAPI Producer(LPVOID); //生產(chǎn)者線程
DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); //消費者線程
int main()
{
//創(chuàng)建各個互斥信號
g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);
g_hEmptySemaphore = CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL);
//調(diào)整下面的數(shù)值,可以發(fā)現(xiàn),當生產(chǎn)者個數(shù)多于消費者個數(shù)時,
//生產(chǎn)速度快,生產(chǎn)者經(jīng)常等待消費者；反之,消費者經(jīng)常等待
const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3; //生產(chǎn)者的個數(shù)
const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; //消費者的個數(shù)
//總的線程數(shù)
const unsigned short THREADS_COUNT = PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;
DWORD producerID[CONSUMERS_COUNT]; //生產(chǎn)者線程的標識符
DWORD consumerID[THREADS_COUNT]; //消費者線程的標識符
//創(chuàng)建生產(chǎn)者線程
for (int i=0;i