生产者消费者问题
本质是为了解决多个线程在信号量机制的协调下，实现有序协作，确保在单一时刻内只有一个线程能够访问修改缓冲区内的数据。
信号量机制
在计算机中使用原子级操作，实现对计算机资源的计数。
原子级操作：在计算机的控制下，将内存地址中的数据值进行增加或删除，同时将该步骤封装成为一个完整的步骤，不可被打断，此区间内任何其余操作都将被屏蔽
信号量机制下的核心操作
引入somephore.h文件库。
Somephore: 申请计数器，设置计数器的大小。
P: 申请操作，申请一个资源，并将资源数量 -1，如果此时资源数量为 0, 那么暂时阻塞该线程。
V: 释放操作, 释放一个资源，并将资源数量 +1，并唤醒因为资源不足而被P操作阻塞的线程。
Linux下的POSIX信号量库
相关对应操作:
Somephore: sem_t
P: sem_wait();
V: sem_post();
生产者消费者问题的详细解决
- 通过定义当前剩余空位置以及已有位置来定义缓冲区，节约系统资源，无需消耗过多资源来进行资源的判断。
sem_t full, empty;- 定义互斥锁，确保在一个时刻只有一个线程可以进行操作。
sem_t mutex;在线程执行的过程中，首先需要查看是否拥有足够的相对应的资源，然后申请互斥锁，如果申请成功，那么进行函数段的运行；运行结束后，在进行互斥锁的释放，同时释放生产出来的资源。如此循环直至，因为P操作申请不到足够的资源而阻塞。
- 定义生产者函数，申请空闲位置，申请成功后申请互斥锁，在申请到互斥锁后进行函数段内的操作；函数段内的操作完成后释放互斥锁，同时释放生产出的代码。
void productor(){ sem_wait(&empty); //只要有空位置就进行申请 sem_wait(&mutex); //申请互斥锁
/* 执行的程序段 */
sem_post(&mutex); //释放互斥锁 sem_post(&full); //释放生产出来的资源}- 定义消费者函数，申请已有位置，申请成功后申请互斥锁，在申请到互斥锁后进行函数段内的操作；函数段内的操作完成后释放互斥锁，同时释放消耗后的位置。
void consumer(){ sem_wait(&full); //只要有产品就进行申请 sem_wait(&mutex); //申请互斥锁
/* 执行的程序段 */
sem_post(&mutex); //释放互斥锁 sem_post(&full); //释放消耗后的位置}初始化
使用sem_init初始化未命名信号量。
参考格式:sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)
sem: 申请的信号量;
pshared: 控制信号量的范围,(0代表线程间共享，非0代表进程间共享)。
value: 信号量的初始值。
在main函数中对缓冲区以及互斥锁进行初始化:
sem_init(&mutex, 0, 1); //初始化互斥锁sem_init(&full, 0, 0); //初始化已有产品sem_init(&empty, 0, N); //初始化空位置的值为N将代码段封装成为单个线程
添加头文件库phread.h。
创建线程
使用pshared_t创建线程。
pshared_t p, c; //使用pshared_t作变量类型，创建两个线程p,c对已有代码段进行封装
对原有代码段进行更改：
void *productor(void *arg){ while(true){ sem_wait(&empty); sem_wait(&mutex);
/* 执行的程序段 */
sem_post(&mutex); sem_post(&full); }}较原有代码更改后对函数类型进行了更改，重定义为void*，同时允许接收一个参数arg，代表需要使用该程序段的线程，允许函数的复用。
在main中使用’pshared_create()‘对代码段进行封装。
参考格式:
pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void*(*start_routine)(void*), void *arg),thread: 线程名称。
attr: 线程属性，通常使用NULL传递默认参数。
start_routine: 接收封装完成的线程函数，该函数类型必须为void*。
arg: 传递给线程的参数，无则填NULL。
pthread_creat(p, NULL, productor, NULL);完成对生产者函数的封装，同理完成对消费者函数的封装。
void *consumer(void *arg){ while(true){ sem_wait(&full); sem_wait(&mutex);
/* 执行的程序段 */
sem_post(&mutex); sem_post(&empty); }}在main中封装:
pthread(c, NULL, consumer, NULL);为保证程序健壮性，设置监管程序:
pthread_join()，用于在线程结束时回收资源。
参考格式:pthread_join(pthread_t thread, void **retval)。
retval：用于接收可能存在的void *类型的返回值(没有就是NULL)。
pthread_join(c, NULL);pthread_join(p, NULL);参考实例
附完整的伪代码:
#include <thread.h>#include <semaphore.h>
#define N 5
sem_t mutex, full, empty;
void *productor(void *arg){ while(true){ sem_wait(&empty); sem_wait(&mutex);
//执行的代码段
sem_post(&mutex); sem_post(&full); }}
void *consumor(void *arg){ while(true){ sem_wait(&full); sem_wait(&mutex);
//执行的代码段
sem_post(&mutex); sem_post(&empty); }}
int main(){ sem_init(&mutex, 0, 1); sem_init(&full, 0, 0); sem_init(&empty, 0, N);
pthread_t p, c; pthread_create(p, NULL, productor, NULL); pthread_create(c, NULL, consumor, NULL);
pthread_join(p, NULL); pthread_join(c, NULL);}