C++ 用critical_section 代码临界区模拟信号量，解决生产者消费者的问题

PS.不要问我为什么不直接用CRITICAL_SECTION，我只是突然脑洞大开，想自己写个信号量的操作函数。

问题描述：

生产者消费者的问题描述了两个共享固定大小的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。

函数描述：

producer:

while(count==n) do no-op;//内存满，不操作

wait(S);

produce an item into buffer...

in=(in+1)%n;

counter++;

signal(S);

consumer:

while(count==0) do no-op;

wait(S);

consume an item from buffer;

out=(out+1)%n;

count--;

signal(S);

实现目标，通过CRITICAL_SECTION 代码临界区模拟实现信号量的wait，和signal功能

wait(S)以及signal(S)函数：

在操作系统中，wait和signal是一对信号量的操作函数，他们都具有原子性。

操作描述：

wait(S): while(S<=0) do no-op;S:=S-1;signal(S):S:=S+1;

这两个函数都是源自操作，因此，他们在执行是是不可中断的。亦即，当一个函数在进程中修改某个信号量时，是没有其他进程可同时对该信号量进行操作。此外，在wait函数中的对S的测试和等待是不可中断的。

关于CRITICAL_SECTION这里就不在多说，主要介绍几个函数

CRITICAL_SECTION cs;initializeCriticalSection(&cs);//初始化一个临界资源enterCriticalSection(&cs);//进入临界资源leaveCriticalSection(&cs);//退出临界资源

直接上代码

#include <iostream>#include <windows.h>using namespace std;DWORD WINAPI producer(LPVOID lpParameter);//生产者的函数DWORD WINAPI consumer(LPVOID lpParameter);//消费者函数void waitSemaphore(int &semephore);void releaseSemaphore(int &semaphore);int n=10;int in=0;int out=0;int *buffer=new int[n];//用数组来模拟资源int counter=0;CRITICAL_SECTION cs;CRITICAL_SECTION cs1;int mutex=1;int empty=1;int full=0;void main(){for(int i=0;i<n;i++){buffer[i]=0;}InitializeCriticalSection(&cs);InitializeCriticalSection(&cs1);HANDLE Thread1;HANDLE Thread2;HANDLE Thread3;Thread1=CreateThread(NULL,0,producer,NULL,0,NULL);Thread2=CreateThread(NULL,0,consumer,NULL,0,NULL);Thread3=CreateThread(NULL,0,producer,NULL,0,NULL);Sleep(40000);CloseHandle(Thread1);CloseHandle(Thread2);CloseHandle(Thread3);DeleteCriticalSection(&cs);DeleteCriticalSection(&cs1);}void waitSemaphore(int &semaphore){EnterCriticalSection(&cs);while(semaphore==0){NULL;}semaphore=0;LeaveCriticalSection(&cs);}void releaseSemaphore(int &semaphore){EnterCriticalSection(&cs1);semaphore=1;LeaveCriticalSection(&cs1);}DWORD WINAPI producer(LPVOID lpParameter){while(true){while(counter==n){NULL;}waitSemaphore(mutex);Sleep(3000);int nextp=rand()%10+1;buffer[in]=nextp;in=(in+1)%n;counter=counter+1;cout<<"生产:"<<endl;cout<<"counter:"<<counter<<endl;for(int i=0;i<n;i++){cout<<buffer[i]<<" ";}cout<<endl;releaseSemaphore(mutex);}return 0;}DWORD WINAPI consumer(LPVOID lpParameter){while(true){//waitSemaphore(full);while(counter==0){NULL;}waitSemaphore(mutex);Sleep(3000);int nextc=buffer[out];buffer[out]=0;out=(out+1)%n;counter=counter-1;cout<<"消费:"<<endl;cout<<"counter:"<<counter<<endl;cout<<"netxc:"<<nextc<<endl;for(int i=0;i<n;i++){cout<<buffer[i]<<" ";}cout<<endl;//releaseSemaphore(empty);}return 0;}