生产者消费者模式（转）

1.PV操作

PV操作是由P操作原语和V操作原语组成，对信号量进行操作。

P(S)：意为占用，将信号量的值减1，S=S-1，如果S>=0，则该进程继续执行，否则进入等待队列；

V(S)：意为释放，将信号量的值加1，S=S+1，如果S>0，则该进程继续执行，否则释放队列中第一个等待信号量的进程。

为了更形象的理解PV操作，可以联想一下电话亭场景：

P：第一个人占用电话亭打电话，可用电话亭数-1，S=S-1，接下来的人先检测S-1，如果S>=0，说明当前使用者有电话亭可用，如果S<0，说明无电话亭可用，S=-i说明自己刚好是第i个排队的人。

V：使用完电话亭就推门走开，将S加1，如果S>=2，说明这个人刚刚打电话时电话亭空闲一个；如果S=1，说明这个人刚好腾出一个空；如果S<=0说明有人排队，按照排队次序依次填补打电话。

2.同步和互斥

同步是进程之间直接的制约关系，体现工作次序，这种制约源于进程之间的合作，生产者和消费者关系就是同步关系。

互斥是进程之间间接的制约关系，这种制约源于对临界资源的访问，线程之间共享内存需要用到互斥关系。

生产者和消费者问题既是同步也是互斥的关系，一方面，作为平等进程，对缓冲区的访问时竞争关系，即互斥；另一方面，作为生产者和消费者两个进程有先后次序，存在合作关系所以是同步的。

3.生产者、消费者、缓冲区问题

①一个生产者，一个消费者，一个公共缓冲区： 只需保证，生产者先生产，消费者后消费，两者互斥使用缓冲区即可。m=1,n=0

生产者

{

生产产品

P(m)//保证生产者无法再生产

产品送往buffer

V(n)//唤醒消费者

}

 

消费者

{

P(n)//保证消费者不能先于生产者

从buffer取走产品

V(m)//唤醒生产者继续生产

消费产品

}

 

②一个生产者，一个消费者，无数个公共缓冲区：

与①不同在于，生产者可以不断生产，消费者可以不断消费，只需保证消费者有产品可消费。m=1,n=0

生产者

{

生产产品

P(m)

产品送往buffer

V(m)//可继续生产

V(n)//唤醒消费者

}

 

消费者

{

P(n)//保证有产品可消费，避免死锁

P(m)//阻止生产者生产

从buffer取走产品

V(m)//唤醒生产者生产

消费产品

}

注意点：P操作像是一个标志，进入临界区之前需要将互斥进程进行P操作，以免抢占资源

 

③一个生产者，一个消费者，n个环形缓冲区

与②类似，但②无限缓冲区即总有空闲区域可以生产，该情况需要检查缓冲区是否有空闲区域供生产，m=1,n=0,count=SIZEOFBUF

生产者

{

生产产品

P(count)//保证有空闲区域供生产，否则阻塞

P(m)

放入buffer

V(m)

V(n)//唤醒消费者

}

 

消费者

{

P(n)

P(m)

从buffer取产品

V(m)//唤醒生产者

V(count)//多空闲一个区域供生产者生产

消费产品

}

 

④两个生产者，两个消费者，一个公共缓冲区

两个生产者、两个消费者四者之间互斥使用公共缓冲区。增加两个互斥值，m=1.n=0

生产者

{

生产产品

P(m)//确定是生产者

放入buffer

V(n)//唤醒消费者

}

 

消费者

{

P(n)//保证有产品可消费

从buffer取产品

V(m)//唤醒生产者

}

 

⑤两个生产者，两个消费者，n环形缓冲区，count=SIZEOFBUF ，n=0，m =1，

 

生产者

{

生产产品

P(count)//保证有空闲区域供生产，否则阻塞

P(m)

放入buffer

V(m)

V(n)//唤醒消费者

}

 

消费者

{

P(n)

P(m)

从buffer取产品

V(m)//唤醒生产者

V(count)//多空闲一个区域供生产者生产

消费产品

}

原博客地址：http://www.cnblogs.com/aiheyiwen/p/4925810.html

自己的一点理解：其实P,V操作简单的可以理解为：我用了，给你用。当出现多个生产者，多个消费者的时候只需要在临界资源上互斥访问即可。