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操作系统实训复习笔记（第7关：生产者消费者问题实践）

news 2025/7/17 22:46:34

第7关：生产者消费者问题实践

第1关：生产者消费者问题实践

1、在主线程中初始化锁为解锁状态

2、访问对象时的加锁操作与解锁操作

3、（生产和消费进程操作后）信号量操作实现进程同步

4、先等待（生产还是消费）需要的条件

5、生产者函数

6、消费者函数

第2关：进程互斥和同步

1、注意这以下4个的关系：

2、一般情况哪两个函数的参数一起配套使用

3、在第一次用完这些函数之后记得写上互斥锁，然后再调用这一类函数时之前要释放互斥锁。

4、儿子的消费进程

5、父亲的生产进程

6、女儿的消费进程

第7关：生产者消费者问题实践

第1关：生产者消费者问题实践

1、在主线程中初始化锁为解锁状态

pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

2、访问对象时的加锁操作与解锁操作

加锁 pthread_mutex_lock(&mutex);
释放锁 pthread_mutex_unlock(&mutex);

3、（生产和消费进程操作后）信号量操作实现进程同步

信号量加1操作：int sem_post(sem_t *sem);
销毁信号量：int sem_destroy(sem_t *sem);

4、先等待（生产还是消费）需要的条件

sem_wait(&empty);
sem_wait(&full);

5、生产者函数
void *Producer()
{int nextp = 0;int i = 0;for(; i < 10; ++i){  int time = rand() % 10 + 1;usleep(time*100000); sem_wait(&empty);   //等待缓冲区有空位置，为空pthread_mutex_lock(&mutex);nextp = nextp + 1;buffer[in] = nextp;printf("Produce one message:%d\n", nextp);fflush(stdout);//printf后请一定调用这句刷新输出缓存in = (in + 1) % SIZE;pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁sem_post(&full);}
}
6、消费者函数
void *Consumer()
{//请补充消费者线程函数代码int nextc = 0;int i=0;for(;i<10;i++){sem_wait(&full);     //等待缓冲区有东西，不为空pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁nextc= buffer[out];printf("Consume one message:%d\n", nextc);fflush(stdout);//printf后请一定调用这句刷新输出缓存out = (out + 1) % SIZE;pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁sem_post(&empty);
}

第2关：进程互斥和同步

（这个就比较简单的，仿照着写，读懂上一题就会写了）

1、注意这以下4个的关系：

sem_wait(&empty); （意思是只要有空位置开始生产）
sem_post(&empty);（消费完就要提示空的位置+1）
sem_wait(&full); （意思是只要有生产的东西开始消费）
sem_post(&full);（生产完就要提示已经生产的东西+1）

2、一般情况哪两个函数的参数一起配套使用

在生产进程中：先判断是否有空位置(sem_wait(&empty);)最后在生产结束之后告诉生产的东西+1(sem_post(&full);)
在消费的进程中：先判断是否有已经生产好的东西(sem_wait(&full);)最后在消费完之后提示空的位置+1(sem_post(&empty);)

3、在第一次用完这些函数之后记得写上互斥锁，然后再调用这一类函数时之前要释放互斥锁。

4、儿子的消费进程

（注意这里的消费的东西是："&orange"）
void *Son()
{//请添加儿子线程的函数代码while(1){int time = rand() % 10 + 1;          //随机使程序睡眠0点几秒usleep(time * 100000);        sem_wait(&orange); pthread_mutex_lock(&mutex);printf("儿子取了一个桔子\n") ;fflush(stdout);pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁sem_post(&empty);}
}
5、父亲的生产进程

（生产的是苹果："&apple" 和 "&orange"）
void *Dad()
{int nextp = 0;int i = 0;for(i = 0; i < 10; ++i){int time = rand() % 10 + 1;          //随机使程序睡眠0点几秒usleep(time*100000);        sem_wait(&empty); pthread_mutex_lock(&mutex);if(nextp == 0){printf("爸爸放入了一个苹果\n");}else{printf("爸爸放入了一个桔子\n");}fflush(stdout);pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁if(nextp == 0){sem_post(&apple);}else{sem_post(&orange);} nextp = 1 - nextp; }
}
6、女儿的消费进程

（注意这里的消费的东西是："&apple"）
void *Daughter()
{while(1){int time = rand() % 10 + 1;          //随机使程序睡眠0点几秒usleep(time * 100000);        sem_wait(&apple); pthread_mutex_lock(&mutex);printf("女儿取了一个苹果\n") ;fflush(stdout);pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁sem_post(&empty);}
}