Linux 基於訊號量的生產者消費者模型

不是用一般佇列作為緩衝區，而是用環形佇列作為緩衝區

不使用pthread_mutex，而使用訊號量來實現生產者消費者的同步。

使用的是posix訊號量而不是之前的system_v，因為這兩個訊號量作用相同，都用於同步操作，但posix可以用於執行緒間同步。

這裡可以暫時把訊號量當成乙個計數器，當值未1時代表，有乙份資源可以使用，有人申請這份資源時，值會減1，當值為0時，，其他人想繼續申請這份資源，會被掛起放入等待佇列中。

初始化訊號量，在引數中可以傳入非0的值n，代表有n個資源。

訊號量有兩個重要的操作，pv操作，p操作，釋放資源，會使資源數+1，v操作，申請資源，會使資源數減1，下面是posix的具體函式。

初始化訊號量

#include intsem_init (sem_t *sem, int pshared, unsigned int value) ;引數: pshared：0表示執行緒間共享，非0表示程序間共享 value:訊號量初始值

銷毀訊號量

int
sem_destroy
(sem_t *sem)
;

等待訊號量

int
sem_wait
(sem_t *sem)
;功能:等待訊號量,將訊號量的值減1

發布訊號量

int
sem_post
(sem_t *sem)
;功能:發布訊號量，表示資源使用完畢,可以歸還資源了，將訊號量+
1

和普通佇列不同，迴圈佇列首尾相接，生產者p向佇列中不斷插入資料，當插入滿了後，消費者c從佇列中讀取資料，當消費者c處理完資料後佇列成空，生產者p又在佇列中插入資料。

但是有乙個問題出現了，當p和v同時指向乙個位置時，你無法判斷是佇列是空還是滿(這裡暫時不考慮，p比c多走了n圈的可能)

上面的訊號量解決了這個問題，訊號量相當於計數器，所以可以設定兩個訊號量，乙個記錄佇列裡插入資料的數量，另乙個訊號量記錄佇列裡未插入的空間的數量。

實際上我們可以用乙個訊號量，判斷當兩個指標指向同一片位址時是滿還是空，為什麼需要兩個訊號?

原因，假如只有乙個訊號量，則只能對乙個物件進行限制，假設訊號量記錄未插入的空間記錄為0時，消費者阻塞，生產者生產，但是buffer時有限的，但是沒有訊號量記錄插入的數已經使佇列滿了，換句話說生產者的生產行為是不受限制的，不滿足生產者消費者模型。

解決完了判斷佇列滿或空後，還有第二個問題，在stl中沒有環形佇列，需要我們自己實現，這個難不倒我們，可以利用雜湊表的開雜湊思想，用陣列作為環形佇列，對插入的位址進行取模，作為陣列下標。

超過陣列的長度，進行取模操作

還剩下最後乙個問題，如何確保，生產者和消費在重合後最多差距為1圈。

因為開始的時候記錄的空格子訊號量計算為最大，記錄插入資料的訊號量為0。

因此，對於消費者申請資源會被掛起，這樣生產者一定會先進行生產，假設生產者的生產速度大於消費者的處理資料的速度，當生產者把迴圈佇列插滿後，錄的空格子訊號量計算為0，當生產者進行下次生產，申請空的資源也會被掛起，直到，記錄的空格子訊號量不為0為止，這樣就保證了生產者和消費在重合後最多差距為1圈。

下面是根據這種思想，寫出的單生產者消費者模型。

#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define num 8
class ringqueue
~ringqueue()
void
putdata
(const
int& data)
void
getdata
(int
& data)};
void
*producter
(void
* arg)
}void
*consumer
(void
*arg)
}int
main()

上面我們使用了環形緩衝區來代替普通緩衝區，環形緩衝區佇列相對於普通緩衝區有哪些優點？

環形緩衝區所有的push和pop操作都是在乙個固定的儲存空間內進行。而佇列緩衝區在push的時候，可能會分配儲存空間用於儲存新元素；在pop時，可能會釋放廢棄元素的儲存空間。所以環形方式相比佇列方式，少掉了對於緩衝區元素所用儲存空間的分配、釋放。這是環形緩衝區的乙個主要優勢。

思想和基於阻塞佇列的生產者消費者模型沒有大的區別，讀者應該理解生產者消費者模型的意義和解決問題的方法。

Linux 基於訊號量的生產者消費者模型

Linux訊號量機制（生產者消費者）

Linux訊號量機制（生產者消費者）

基於訊號量的生產者與消費者模型

Linux 基於訊號量的生產者消費者模型

Linux訊號量機制（生產者消費者）

Linux訊號量機制（生產者消費者）

基於訊號量的生產者與消費者模型

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