C - проблема блокировки производителя/потребителя

Question

Я пытаюсь работать с потоками производителя/потребителя в ограниченном буфере. Длина буфера равна 5. У меня есть 1 мьютекс и 2 семафора, пустой, который начинается с размера буфера, и полный, который начинается с 0.

Когда я запускаю свой код без сна() в конце она постоянно производит до тех пор, пока буфер не полностью полностью, то истребляют, пока он не пуст, поэтому результат выглядит следующим образом:

Placed 1 in the buffer at position 0. 
Placed 2 in the buffer at position 1. 
Placed 3 in the buffer at position 2. 
Placed 4 in the buffer at position 3. 
Placed 5 in the buffer at position 4. 
The buffer now contains 0 at position 0. 
The buffer now contains 0 at position 1. 
The buffer now contains 0 at position 2. 
The buffer now contains 0 at position 3. 
The buffer now contains 0 at position 4. 

Однако, когда я бегу со сном() в конце, он печатает:

Placed 1 in the buffer at position 0. 
The buffer now contains 0 at position 0. 

Затем он заперт, но я не уверен, почему он ведет себя y это независимо от того, есть или нет сон. Какие-либо предложения? Мой основной метод, по сути, просто делает некоторые объявления, а затем создает 1 поток для производства и 1 для потребления, эти методы ниже.

void *producer() 
{ 
     int k = 0; //producer index 
     while (1) 
     { 
       sem_wait(&empty); 
       pthread_mutex_lock(&mutex); 
       buffer[k] = k+1; 
       sem_post(&full); 
       pthread_mutex_unlock(&mutex); 
       printf("Placed %d in the buffer at position %d.\n", buffer[k], k); 
       k = (k + 1) % BUFFER_SIZE; 
       sleep(rand() * 10); 
     } 
} 

void *consumer() 
{ 
     int j = 0; //consumer index 
     while(1) 
     { 
       sem_wait(&full); 
       pthread_mutex_lock(&mutex); 
       buffer[j] = 0; 
       sem_post(&empty); 
       pthread_mutex_unlock(&mutex); 
       printf("The buffer now contains %d at position %d.\n", buffer[j], j); 
       j = (j + 1) % BUFFER_SIZE; 
       sleep(rand() * 10); 

     } 
} 

Answer 1

Параметр на sleep() - количество секунд до сна. rand() возвращает целое число от 0 до RAND_MAX (обычно 32767 или 2 -1), и когда вы умножаете это на 10, вы спите для абсурдно большого количества времени. Вы не зашли в тупик, просто спали очень долго.

Answer 2

Я не знаю, если это является причиной вашего тупика, но вы должны быть осторожны с sem_t функций, которые они подлежат прерывания, в частности, из-за ввод-вывод и тому подобных.

Никогда не игнорируйте возврат из системных функций. Здесь вам нужно будет проверить возврат, а затем errno за EINTR.

Тогда, я не знаю, если вы вынуждены использовать sem_t, но я думаю, что более естественным здесь будет использование pthread_cond_t. У вас есть мьютекс, так что это будет легче. pthread_cond_t как функции pthread_mutex_t никогда не будут прерваны.

Answer 3

Предполагаю, что оба потока имеют такой же приоритет? И это на машине с несколькими ядрами или только с одним? Просто сигнализация семафора не будет вытеснять ваш текущий поток, поэтому следует ожидать, что текущий поток будет продолжаться, пока его срез не истечет.

Кроме того, я бы определенно разблокировал мьютекс, прежде чем сигнализировать мьютекс.

Answer 4

Do you have any idea why when I don't include sleep it always produces and consumes in blocks instead of every other?

То, вероятно, потому, что ~ 30 мс временной срез каждого потока задается более чем достаточно, чтобы производитель производить все до переключения контекста был шанс произойти.