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

　　

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//使用信号量实现生产者消费者模型 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h>   //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