多线程编程之:实验内容——“生产者消费者”实验
(3)编写代码
本实验的代码中采用的有界缓冲区拥有3个单元,每个单元为5个字节。为了尽量体现每个信号量的意义,在程序中生产过程和消费过程是随机(采取0~5s的随机时间间隔)进行的,而且生产者的速度比消费者的速度平均快两倍左右(这种关系可以相反)。生产者一次生产一个单元的产品(放入“hello”字符串),消费者一次消费一个单元的产品。
/*producer-customer.c*/
#includestdio.h>
#includestdlib.h>
#includeunistd.h>
#includefcntl.h>
#includepthread.h>
#includeerrno.h>
#includesemaphore.h>
#includesys/ipc.h>
#defineMYFIFOmyfifo/*缓冲区有名管道的名字*/
#defineBUFFER_SIZE3/*缓冲区的单元数*/
#defineUNIT_SIZE5/*每个单元的大小*/
#defineRUN_TIME30/*运行时间*/
#defineDELAY_TIME_LEVELS5.0/*周期的最大值*/
intfd;
time_tend_time;
sem_tmutex,full,avail;/*3个信号量*/
/*生产者线程*/
void*producer(void*arg)
{
intreal_write;
intdelay_time=0;
while(time(NULL)end_time)
{
delay_time=(int)(rand()*DELAY_TIME_LEVELS/(RAND_MAX)/2.0)+1;
sleep(delay_time);
/*P操作信号量avail和mutex*/
sem_wait(avail);
sem_wait(mutex);
printf(nProducer:delay=%dn,delay_time);
/*生产者写入数据*/
if((real_write=write(fd,hello,UNIT_SIZE))==-1)
{
if(errno==EAGAIN)
{
printf(TheFIFOhasnotbeenreadyet.Pleasetrylatern);
}
}
else
{
printf(Write%dtotheFIFOn,real_write);
}
/*V操作信号量full和mutex*/
sem_post(full);
sem_post(mutex);
}
pthread_exit(NULL);
}
/*消费者线程*/
void*customer(void*arg)
{
unsignedcharread_buffer[UNIT_SIZE];
intreal_read;
intdelay_time;
while(time(NULL)end_time)
{
delay_time=(int)(rand()*DELAY_TIME_LEVELS/(RAND_MAX))+1;
sleep(delay_time);
/*P操作信号量full和mutex*/
sem_wait(full);
sem_wait(mutex);
memset(read_buffer,0,UNIT_SIZE);
printf(nCustomer:delay=%dn,delay_time);
if((real_read=read(fd,read_buffer,UNIT_SIZE))==-1)
{
if(errno==EAGAIN)
{
printf(Nodatayetn);
}
}
printf(Read%sfromFIFOn,read_buffer);
/*V操作信号量avail和mutex*/
sem_post(avail);
sem_post(mutex);
}
pthread_exit(NULL);
}
intmain()
{
pthread_tthrd_prd_id,thrd_cst_id;
pthread_tmon_th_id;
intret;
srand(time(NULL));
end_time=time(NULL)+RUN_TIME;
/*创建有名管道*/
if((mkfifo(MYFIFO,O_CREAT|O_EXCL)0)(errno!=EEXIST))
{
printf(Cannotcreatefifon);
returnerrno;
}
/*打开管道*/
fd=open(MYFIFO,O_RDWR);
if(fd==-1)
{
printf(Openfifoerrorn);
returnfd;
}
/*初始化互斥信号量为1*/
ret=sem_init(mutex,0,1);
/*初始化avail信号量为N*/
ret+=sem_init(avail,0,BUFFER_SIZE);
/*初始化full信号量为0*/
ret+=sem_init(full,0,0);
if(ret!=0)
{
printf(Anysemaphoreinitializationfailedn);
returnret;
}
/*创建两个线程*/
ret=pthread_create(thrd_prd_id,NULL,producer,NULL);
if(ret!=0)
{
printf(Createproducerthreaderrorn);
returnret;
}
ret=pthread_create(thrd_cst_id,NULL,customer,NULL);
if(ret!=0)
{
printf(Createcustomerthreaderrorn);
returnret;
}
pthread_join(thrd_prd_id,NULL);
pthread_join(thrd_cst_id,NULL);
close(fd);
unlink(MYFIFO);
return0;
}
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