Linux生产者消费者模型--基于线程条件变量

生产者消费者模型

生产者和消费者之间用中间类似一个队列一样的东西串起来。这个队列可以想像成一个存放产品的“仓库”，生产者只需要关心这个“仓库”，并不需要关心具体的消费者，对于生产者而言甚至都不知道有这些消费者存在。对于消费者而言他也不需要关心具体的生产者，到底有多少生产者也不是他关心的事情，他只要关心这个“仓库”中还有没有东西。这种模型是一种松耦合模型。

C代码：

#include <stdio.h>#include <pthread.h>#define BUFFER_SIZE 4#define OVER -1struct producers{    int buffer[BUFFER_SIZE];    pthread_mutex_t lock;    int readpos,writepos;    pthread_cond_t notempty;    pthread_cond_t notfull;};void init(struct producers *b){    pthread_mutex_init(&b->lock,NULL);    pthread_cond_init(&b->notempty,NULL);    pthread_cond_init(&b->notfull,NULL);    b->readpos = 0;    b->writepos = 0;}void put(struct producers *b, int data){    pthread_mutex_lock(&b->lock);    while ((b->writepos + 1)%BUFFER_SIZE == b->readpos)    {        pthread_cond_wait(&b->notfull,&b->lock);    }    b->buffer[b->writepos] = data;    b->writepos++;    if(b->writepos >= BUFFER_SIZE)        b->writepos = 0;    pthread_cond_signal(&b->notempty);    pthread_mutex_unlock(&b->lock);}int get(struct producers *b){    int data;    pthread_mutex_lock(&b->lock);    while (b->writepos == b->readpos)    {        pthread_cond_wait(&b->notempty,&b->lock);    }    data = b->buffer[b->readpos];    b->readpos++;    if(b->readpos >= BUFFER_SIZE)        b->readpos = 0;    pthread_cond_signal(&b->notfull);    pthread_mutex_unlock(&b->lock);    return data;}struct producers buffer;void *producer(void *data){    int n;    for(n=0;n<10;n++)    {        printf("Producer: %d--\n",n);        put(&buffer,n);    }    put(&buffer,OVER);}void *consumer(void *data){    int d;    while (1)    {        d = get(&buffer);        if (d == OVER)            break;        printf("Consumer: %d--\n",d);    }}int main(){    pthread_t tha,thb;    void *retval;    init(&buffer);    pthread_create(&tha,NULL,producer,0);    pthread_create(&thb,NULL,consumer,0);    pthread_join(tha,&retval);    pthread_join(thb,&retval);    return 0;}

pthread API:

数据类型
pthread_t：线程句柄 　　
pthread_attr_t：线程属性
线程操纵函数（简介起见，省略参数）
pthread_create()：创建一个线程 　　
pthread_exit()：终止当前线程 　　
pthread_cancel()：中断另外一个线程的运行 　　
pthread_join()：阻塞当前的线程，直到另外一个线程运行结束 　　
pthread_attr_init()：初始化线程的属性 　　
pthread_attr_setdetachstate()：设置脱离状态的属性（决定这个线程在终止时是否可以被结合）
pthread_attr_getdetachstate()：获取脱离状态的属性 　　
pthread_attr_destroy()：删除线程的属性 　　
pthread_kill()：向线程发送一个信号

同步函数
用于 mutex 和条件变量 　　
pthread_mutex_init() 初始化互斥锁 　　
pthread_mutex_destroy() 删除互斥锁 　　
pthread_mutex_lock()：占有互斥锁（阻塞操作） 　　
pthread_mutex_trylock()：试图占有互斥锁（不阻塞操作）。当互斥锁空闲时将占有该锁；否则立即返回　　
pthread_mutex_unlock(): 释放互斥锁 　　
pthread_cond_init()：初始化条件变量 　　
pthread_cond_destroy()：销毁条件变量 　　
pthread_cond_wait(): 等待条件变量的特殊条件发生
pthread_cond_signal(): 唤醒第一个调用pthread_cond_wait()而进入睡眠的线程 　　 　　
Thread-local storage（或者以Pthreads术语，称作 线程特有数据）: 　　
pthread_key_create(): 分配用于标识进程中线程特定数据的键 　　
pthread_setspecific(): 为指定线程特定数据键设置线程特定绑定 　　
pthread_getspecific(): 获取调用线程的键绑定，并将该绑定存储在 value 指向的位置中 　　
pthread_key_delete(): 销毁现有线程特定数据键

与一起工作的工具函数
pthread_equal(): 对两个线程的线程标识号进行比较 　　
pthread_detach(): 分离线程 　　
pthread_self(): 查询线程自身线程标识号