Linux C:利用两个线程实现生产者消费者模型

在使用线程实现消费者生产者模型前，简单介绍一下线程的概念。

线程是进程的一个实体，对于进程而言，进程是程序资源分配的最小单元，这在之前提及过；而对于线程，它是程序执行的最小单元，即CPU调度和分派的基本单位，它附属于进程，同样也能独立运行。关于资源分配上，线程基本不拥有系统资源，只拥有运行中必不可少的一些资源如程序计数器，栈等。

对于线程同样有互斥和同步问题，互斥是多个线程之间操作同个共享数据时使某个线程操作，而其他的线程阻塞，直到资源解锁才能访问。同步则是令线程间按一定的顺序去运行。下面的模型就是采用同步机制使一个线程作为生产者，向全局字符数组写入数据，而另一个线程作为消费者，从数组中读取数据，通过两个信号量的P、V操作实现两线程的顺序先后，两者间为“先生产再消费”，即同步来实现。

具体实现代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define TEXT_SZ 1024

sem_t sem1;
sem_t sem2;

char text[TEXT_SZ];

void *write(void *text) //生产者数据输入函数
{

    while(1)
    {
        sem_wait(&sem1); //信号量sem1 p操作
        printf("(producer) write some text:");
        if(fgets((char *)text, TEXT_SZ, stdin) == NULL) //写数据到全局数组
        {
            printf("write error!\n");
            exit(1);
        }

        if(strncmp((char *)text,"end",3) == 0) //输入end退出线程1
        {
            sem_post(&sem2); //信号量sem2 v操作
            break;
        }

        sem_post(&sem2); //信号量sem2 v操作
    }
}

void *read(void *text) //消费者读取数据函数
{
    while(1)
    {
        sem_wait(&sem2); //信号量sem2 p操作
        printf("(customer)  read  the text:%s\n",(char *)text); //输出读到的数据

        if(strncmp((char *)text,"end",3) == 0) //读取到end，退出线程2
        {
            sem_post(&sem1); //信号量sem1 v操作
            break;
        }

        sem_post(&sem1); //信号量sem1 v操作
    }

}

int main()
{
    pthread_t thread1;
    pthread_t thread2;

    int ret1;
    int ret2;

    if(sem_init(&sem1,0,1) == -1) //初始化信号量sem1
    {
        printf("init sem1 error!\n");
        exit(1);
    }


    if(sem_init(&sem2,0,0) == -1) //初始化信号量sem2
    {
        printf("init sem2 error!\n");
        exit(1);
    }

    if(memset(text,0,sizeof(text)) == NULL)
    {
        printf("memset error!\n");
        exit(1);
    }

    ret1 = pthread_create(&thread1,NULL,(void *)write,(void *)text);//创建线程1
    if(ret1 < 0)
    {
        printf("thread1 create error!\n");
        exit(1);
    }

    ret2 = pthread_create(&thread2,NULL,(void *)read,(void *)text);//创建线程2
    if(ret2 < 0)
    {
        printf("thread2 create error!\n");
        exit(1);
    }

    pthread_join(thread1,NULL); //等待线程1退出
    pthread_join(thread2,NULL);//等待线程2退出

    if(sem_destroy(&sem1) == -1) //删除信号量sem1
    {
        printf("delete sem1 error!\n");
        exit(1);
    }

    if(sem_destroy(&sem2) == -1) //删除信号量sem2
    {
        printf("delete sem2 error!\n");
        exit(1);
    }

    return 0;
}