如题所述：
生产者消费者问题
这是一个非常经典的多线程题目，题目大意如下：有一个生产者在生产产品，这些产品将提供给若 干个消费者去消费，为了使生产者和消费者能并发执行，在两者之间设置一个有多个缓冲区的缓冲池，生产者将它生产的产品放入一个缓冲区中，消费者可以从缓冲 区中取走产品进行消费，所有生产者和消费者都是异步方式运行的，但它们必须保持同步，即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品，也不允许生产者向一个已经 装满产品且尚未被取走的缓冲区中投放产品。
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <pthread.h>
5 #include <errno.h>
6 #include <stdarg.h>
7 #include <unistd.h>
8 #include <limits.h>
9 #include <sys/ipc.h>
10 #include <sys/msg.h>
11 #include <sys/types.h>
12 #include <sys/time.h>
13 #include <signal.h>
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15
16 #define FULL 5 // 仓库满状态，抢iphone哟，这么少
17 #define EMPTY 0 // 仓库空状态
18 #define INIT_DEPOT_NUM 2 // 初始仓库状态
19 #define CONSUMER_NUM 9 // 消费者数量
20 #define PRODUCER_NUM 1 // 生产者数量
21 #define RUN 0 // 系统运行状态
22 #define OVER 1 // 系统关闭状态
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24 int product; // 具体仓库里的产品
25 int shutdown;
26 pthread_mutex_t mylock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
27 pthread_cond_t product_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
28 pthread_cond_t consume_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
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31 #define myprintf( ... ) 32 do{ 33 mprintf(__FILE__, __FUNCTION__, __LINE__,##__VA_ARGS__); 34 }while(0)
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37
38
39 int mprintf(const char *file_name, const char *func_name, int line, const char *fmt, ...)
40 {
41 va_list strArgPtr;
42 int la,lb;
43 la = fprintf(stdout, "[%-15s]-[%-10s]-[%04d]", file_name, func_name, line);
44 va_start(strArgPtr, fmt);
45 lb = vfprintf(stdout, fmt, strArgPtr);
46 va_end(strArgPtr);
47 printf("\n");
48 fflush(stdout);
49 return (la+lb);
50 }
51
52 void * fun_producer(void *arg)
53 {
54 int i;
55 int name = (int)arg;
56 for(;;)
57 {
58 if( pthread_mutex_lock(&mylock))
59 {
60 myprintf("pthread_mutex_lock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
61 exit(0);
62 }
63 while(1)
64 {
65 if(shutdown == OVER)
66 {
67 myprintf("producer id [%d] go home now", name);
68 if(pthread_mutex_unlock(&mylock))
69 {
70 myprintf("pthread_mutex_unlock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
71 exit(0);
72 }
73 pthread_exit(NULL);
74 }
75 if ( product >= FULL)
76 {
77 myprintf("producer id [%d] prompt depot full [%d]",name, product);
78 break;
79 }
80 else
81 {
82 product++;
83 myprintf("producer id [%d] put product [%d] into depot",name, product);
84 break;
85 }
86
87 if(pthread_cond_wait(&product_cond, &mylock))
88 {
89 myprintf("wait error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
90 exit(0);
91 }
92 }
93 if(pthread_mutex_unlock(&mylock))
94 {
95 myprintf("pthread_mutex_unlock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
96 exit(0);
97 }
98 if(pthread_cond_broadcast(&consume_cond))
99 {
100 myprintf("pthread_cond_broadcast error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
101 exit(0);
102 }
103 //sleep(1);
104 }
105 }
106
107 void * fun_consumer(void *arg)
108 {
109 int i;
110 int name = (int)arg;
111 for(;;)
112 {
113 if( pthread_mutex_lock(&mylock))
114 {
115 myprintf("pthread_mutex_lock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
116 exit(0);
117 }
118 while(1)
119 {
120 if(shutdown == OVER)
121 {
122 myprintf("consumer id [%d] go home now", name);
123 if(pthread_mutex_unlock(&mylock))
124 {
125 myprintf("pthread_mutex_unlock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
126 exit(0);
127 }
128 pthread_exit(NULL);
129 }
130 if ( product > EMPTY)
131 {
132 myprintf("consumer id [%d] take product from depot [%d]", name, product);
133 product--;
134 break;
135 }
136 if(pthread_cond_wait(&consume_cond, &mylock))
137 {
138 myprintf("wait error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
139 exit(0);
140 }
141 }
142 if(pthread_mutex_unlock(&mylock))
143 {
144 myprintf("pthread_mutex_unlock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
145 exit(0);
146 }
147 if(pthread_cond_broadcast(&product_cond))
148 {
149 myprintf("pthread_cond_broadcast error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
150 exit(0);
151 }
152 //sleep(1);
153 }
154 }
155
156 void allover(int sig)
157 {
158 if( pthread_mutex_lock(&mylock))
159 {
160 myprintf("pthread_mutex_lock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
161 exit(0);
162 }
163 shutdown = OVER;
164 if( pthread_mutex_unlock(&mylock))
165 {
166 myprintf("pthread_mutex_lock error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
167 exit(0);
168 }
169 if(pthread_cond_broadcast(&consume_cond))
170 {
171 myprintf("pthread_cond_broadcast error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
172 exit(0);
173 }
174 if(pthread_cond_broadcast(&product_cond))
175 {
176 myprintf("pthread_cond_broadcast error errmsg[%s]\n", strerror(errno));
177 exit(0);
178 }
179 }
180
181
182 int appInit()
183 {
184 shutdown = RUN;
185 int i;
186 product = INIT_DEPOT_NUM;
187 if ( signal(SIGUSR1, allover)== SIG_ERR)
188 {
189 myprintf("signal failure");
190 return -1;
191 }
192 if ( signal(SIGTERM, allover)== SIG_ERR)
193 {
194 myprintf("signal failure");
195 return -1;
196 }
197 if ( signal(SIGINT, allover)== SIG_ERR)
198 {
199 myprintf("signal failure");
200 return -1;
201 }
202 if ( signal(SIGQUIT, allover)== SIG_ERR)
203 {
204 myprintf("signal failure");
205 return -1;
206 }
207 // pthread_mutex_init(&mylock, NULL);
208 // pthread_cond_init(&cond, NULL);
209 return 0;
210 }
211
212 int appDone()
213 {
214 int i;
215 // pthread_cond_destroy(&cond);
216 // pthread_mutex_destroy(&mylock);
217 return 0;
218 }
219
220 int main(int argc, char *argv[])
221 {
222
223 pthread_t consumer[CONSUMER_NUM];
224 pthread_t producer[PRODUCER_NUM];
225
226 int ret;
227 int i;
228 ret = appInit();
229 if(ret)
230 {
231 myprintf("appinit failure");
232 return -1;
233 }
234
235 for( i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++)
236 {
237 ret = pthread_create(&consumer[i], NULL, fun_consumer, (void*)i);
238 if(ret)
239 {
240 myprintf("pthread_create ta error [%s]", strerror(errno));
241 return 1;
242 }
243 }
244
245 for( i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++)
246 {
247 ret = pthread_create(&producer[i], NULL, fun_producer, (void*)i);
248 if(ret)
249 {
250 myprintf("pthread_create ta error [%s]", strerror(errno));
251 return 1;
252 }
253 }
254 for( i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++)
255 pthread_join(consumer[i], NULL);
256 for( i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++)
257 pthread_join(producer[i], NULL);
258
259 myprintf("main thread exit");
260 ret = appDone();
261 if(ret)
262 {
263 myprintf("appDone failure");
264 return -1;
265 }
266 return 0;
267 }
代码一般在以前的基础上更改，有些bug的修复并不会同步到之前的版本。以最新版本为要。
本版本增加一个控制，对一些常用信号给出响应，并结束程序。
跟我一起做面试题-linux线程编程(5)
时间： 2024-07-29 16:38:53