在linux下用c语言实现用多进程同步方法演示“生产者-消费者”问题

这个问题需要的知识主要包括：

1 多进程间进行通信；

2 使用同步信号量（semaphore）和互斥信号量（mutex）进行数据保护。

参考代码如下，可以参照注释辅助理解：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <pthread.h>

#include <semaphore.h>

#define N 2   // 消费者或者生产者的数目

#define M 10 // 缓冲数目

int in = 0   // 生产者放置产品的位置

int out = 0 // 消费者取产品的位置

int buff[M] = {0} // 缓冲初始化为0， 开始时没有产品

sem_t empty_sem // 同步信号量， 当满了时阻止生产者放产品

sem_t full_sem   // 同步信号量， 当没产品时阻止消费者消费

pthread_mutex_t mutex // 互斥信号量， 一次只有一个线程访问缓冲

int product_id = 0   //生产者id

int prochase_id = 0 //消费者id

/* 打印缓冲情况 */

void print()

{

int i

for(i = 0 i < M i++)

   printf("%d ", buff[i])

printf("\n")

}

/* 生产者方法 */ 

void *product()

{

int id = ++product_id

while(1)

{

   // 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察

   sleep(1)

   //sleep(1)

  

   sem_wait(&empty_sem)

   pthread_mutex_lock(&mutex)

  

   in = in % M

   printf("product%d in %d. like: \t", id, in)

  

   buff[in] = 1  

   print()  

   ++in

  

   pthread_mutex_unlock(&mutex)

   sem_post(&full_sem)  

}

}

/* 消费者方法 */

void *prochase()

{

int id = ++prochase_id

while(1)

{

   // 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度，便于观察

   sleep(1)

//sleep(1)

  

   sem_wait(&full_sem)

   pthread_mutex_lock(&mutex)

  

   out = out % M

   printf("prochase%d in %d. like: \t", id, out)

  

   buff[out] = 0

   print()

   ++out

  

   pthread_mutex_unlock(&mutex)

   sem_post(&empty_sem)

}

}

int main()

{

pthread_t id1[N]

pthread_t id2[N]

int i

int ret[N]

// 初始化同步信号量

int ini1 = sem_init(&empty_sem, 0, M) 

int ini2 = sem_init(&full_sem, 0, 0)  

if(ini1 && ini2 != 0)

{

   printf("sem init failed \n")

   exit(1)

} 

//初始化互斥信号量 

int ini3 = pthread_mutex_init(&mutex, NULL)

if(ini3 != 0)

{

   printf("mutex init failed \n")

   exit(1)

} 

// 创建N个生产者线程

for(i = 0 i < N i++)

{

   ret[i] = pthread_create(&id1[i], NULL, product, (void *)(&i))

   if(ret[i] != 0)

   {

    printf("product%d creation failed \n", i)

    exit(1)

   }

}

//创建N个消费者线程

for(i = 0 i < N i++)

{

   ret[i] = pthread_create(&id2[i], NULL, prochase, NULL)

   if(ret[i] != 0)

   {

    printf("prochase%d creation failed \n", i)

    exit(1)

   }

}

//销毁线程

for(i = 0 i < N i++)

{

   pthread_join(id1[i],NULL)

   pthread_join(id2[i],NULL)

}

exit(0) 

}

在Linux下编译的时候，要在编译命令中加入选项-lpthread以包含多线程支持。比如存储的C文件为demo.c,要生成的可执行文件为demo。可以使用命令：

gcc demo.c -o demo -lpthread

程序中为便于观察，使用了sleep(1)来暂停运行，所以查看输出的时候可以看到，输出是每秒打印一次的。

第一个问题，不管是创建进程或者创建线程都不会阻塞，创建完毕马上返回不会等待子进程或者子线程的运行

第二个问题

首先进程和线程是不一样的

多进程时，父进程如果先结束，那么子进程会被init进程接收成为init进程的子进程，接下来子进程接着运行，直到结束，init进程负责取得这些子进程的结束状态并释放进程资源。而如果是子进程先结束，那么父进程应当用wait或者waitpid去获取子进程的结束状态并释放进程资源，否则子进程会成为僵死进程，它占用的进程资源不会释放

多线程时，如果父线程或者说你讲的main结束时使用return或者exit或者处理完毕结束，那么整个进程都结束，其他子线程自然结束。如果main结束时使用的是pthread_exit那么只有父线程结束，子线程还在运行。同样对于子线程结束时如果调用了exit，那么整个进程包括父线程结束，如果调用了pthread_exit或者正常结束，那么只有子线程结束。

另外子线程结束时如果没有分离属性，其他线程应当使用pthread_join去获取线程结束状态并释放线程资源，如同进程里的wait和waitpid

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