2.14生產者消費者問題

視頻鏈接：
https://www.bilibili.com/video/BV1YE411D7nH?p=22

一，問題描述：

1，系統中有一組生產者和消費者進程，生產者進程每次生產一個產品放入緩衝區，消費者進程每次從緩衝區中取出一個產品並使用（這裏的產品，可以理解爲某種數據），生產者和消費者需要共享一個初始爲空，大小爲N的緩衝區。

2，只有緩衝區沒滿時，生產者才能把產品放入緩衝區中，如果緩衝區滿了，就需要等待

3，只有緩衝區不爲空時，消費者才能從緩衝區取出產品。緩衝區爲空時等待,，緩衝區是臨界資源必須互斥的訪問

二，具體實現

1， 問題分析
緩衝區爲空時，生產者進程要在消費者進程之前——進程同步1
緩衝區爲滿時，生產者進程要在消費者進程之之後——進程同步2
生產者進程和消費者進程需要對緩衝區進行互斥的訪問——進程互斥

2，代碼表示

semaphore mutex=1;   //互斥信號量，互斥的主體是多個生產者（消費者）進程之間，不是生產者和消費者之間的互斥
semaphore empty=n;   //同步信號量1，代表緩衝區爲空的空間數，用來喚醒生產者進程，即緩衝區有空閒生產者進程可以生產
semaphore full=1;    //同步信號量2，代表緩衝區被佔的空間數，用來喚醒消費者進程，即緩衝區有產品消費者進程就可以取走產品

/*
注意：先對實現同步的P操作，在實現互斥的P操作，這兩個操作順序不能交換
*/

//生產者進程
producter(){
    while(1){
        生成一個產品;
        p(empty);//同步的P操作，緩衝有空閒時，可以執行下去
        p(mutex);//互斥的P操作，多個生產者之間對緩衝區的訪問要互斥進行。防止數據被覆蓋
        把產品放入到緩衝區中；
        v(mutux);
        v(full);
    }
}

//消費者進程
consumer（）{
    while(1){
        p(full);//同步的P操作，緩衝有產品時，可以執行下去
        p(mutex);//互斥的P操作，多個消費者進程需要互斥訪問緩衝區，防止讀空的現象
        從緩衝區中取出一個產品；
        v(mutux);
        v(empty);
        使用產品;
    }
}

三，解題思路：

1，關係分析。找出題目中描述的個進程，分析他們同步，互斥關係
2，整理思路，根據各個進程的操作流程確定P，V操作的大致順序
3，設置信號量，設置需要的信號量，並根據題目條件確定信號量的初值
4，注意，進入臨界區之前，先實現同步的P操作，再實現互斥的P操作