Реализация Продюсер/Потребительская связь

Question

Я пытаюсь реализовать связь между производителем и потребителем через ограниченный буфер, используя семафоры и блокировки, которые я уже реализовал в C. Мне нужно, чтобы производитель помещал «hello world» в 5-байтовый буфер , по одному персонажу за раз. Производитель должен блокировать, если буфер заполнен. Я изо всех сил пытаюсь понять, как поместить строку в буфер. Вот что у меня есть до сих пор:

#include <pthread.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 

#define BUF_SIZE 5 

// the buffer works like a stack for 
// the sake of simplicity, if needed 
// we may implement a queue 
typedef struct { 
    int buf[BUF_SIZE]; // the buffer 
    size_t len; // number of items in the buffer 
    pthread_mutex_t mutex; // needed to add/remove data from the buffer 
    pthread_cond_t can_produce; // signaled when items are removed 
    pthread_cond_t can_consume; // signaled when items are added 
} buffer_t; 

// produce random numbers 
void* producer(void *arg) { 
    buffer_t *buffer = (buffer_t*)arg; 

while(1) { 
#ifdef UNDERFLOW 
    // used to show that if the producer is somewhat "slow" 
    // the consumer will not fail (i.e. it'll just wait 
    // for new items to consume) 
    sleep(rand() % 3); 
#endif 

    pthread_mutex_lock(&buffer->mutex); 

    if(buffer->len == BUF_SIZE) { // full 
     // wait until some elements are consumed 
     pthread_cond_wait(&buffer->can_produce, &buffer->mutex); 
    } 

    // in real life it may be some data fetched from 
    // sensors, the web, or just some I/O 
    int t = rand(); 
    printf("Produced: %d\n", t); 

    // append data to the buffer 
    buffer->buf[buffer->len] = t; 
    ++buffer->len; 

    // signal the fact that new items may be consumed 
    pthread_cond_signal(&buffer->can_consume); 
    pthread_mutex_unlock(&buffer->mutex); 
} 

// never reached 
return NULL; 
} 

// consume random numbers 
void* consumer(void *arg) { 
buffer_t *buffer = (buffer_t*)arg; 

while(1) { 
#ifdef OVERFLOW 
    // show that the buffer won't overflow if the consumer 
    // is slow (i.e. the producer will wait) 
    sleep(rand() % 3); 
#endif 
    pthread_mutex_lock(&buffer->mutex); 

    if(buffer->len == 0) { // empty 
     // wait for new items to be appended to the buffer 
     pthread_cond_wait(&buffer->can_consume, &buffer->mutex); 
    } 

    // grab data 
    --buffer->len; 
    printf("Consumed: %d\n", buffer->buf[buffer->len]); 

    // signal the fact that new items may be produced 
    pthread_cond_signal(&buffer->can_produce); 
    pthread_mutex_unlock(&buffer->mutex); 
} 

// never reached 
return NULL; 
} 

int main(int argc, char *argv[]) { 
buffer_t buffer = { 
    .len = 0, 
    .mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, 
    .can_produce = PTHREAD_COND_INITIALIZER, 
    .can_consume = PTHREAD_COND_INITIALIZER 
}; 

pthread_t prod, cons; 
pthread_create(&prod, NULL, producer, (void*)&buffer); 
pthread_create(&cons, NULL, consumer, (void*)&buffer); 

pthread_join(prod, NULL); // will wait forever 
pthread_join(cons, NULL); 

return 0; 
} 

Answer 1

Стек - это последний, первый. Не то, что вы хотите.

Я бы решительно использовал круговой буфер с указателем на голову и хвост.

Затем используйте мьютексы (нет необходимости в семафоре) для блокировки критического кода.

(критический код производителя, где он добавляет/попытке добавить символ)

(критический код для потребителя, где это удаление/пытается удалить символ)

мьютекс является таким образом, что две критические переменные «голова» и «хвост» являются стабильными , а любой процесс обращается к круговой очереди.