生產(chǎn)者消費者緩沖池模型

有一個生產(chǎn)者在生產(chǎn)產(chǎn)品岔擂,這些產(chǎn)品將提供給若干個消費者去消費七冲,為了使生產(chǎn)者和消費者能并發(fā)執(zhí)行蝉稳,在兩者之間設(shè)置一個具有多個緩沖區(qū)的緩沖池,生產(chǎn)者將它生產(chǎn)的產(chǎn)品放入一個緩沖區(qū)中,消費者可以從緩沖區(qū)中取走產(chǎn)品進(jìn)行消費朋截,顯然生產(chǎn)者和消費者之間必須保持同步拗慨,即不允許消費者到一個空的緩沖區(qū)中取產(chǎn)品剧蹂,也不允許生產(chǎn)者向一個已經(jīng)放入產(chǎn)品的緩沖區(qū)中再次投放產(chǎn)品。

代碼如下:

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <time.h>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <vector>
#include <deque>
#include <assert.h>
#include <set>
using namespace std;

#define POOL_SIZE      4        // 緩沖池含有的緩沖區(qū)的個數(shù)
#define BUF_SIZE       1        // 緩沖區(qū)能夠緩沖元素的個數(shù)
#define PRODUCT_NUM    1000     // 生產(chǎn)的總產(chǎn)品數(shù)目
#define PRODUCER_NUM   1        // 生產(chǎn)者的數(shù)目
#define CONSUMER_NUM   2        // 消費者的數(shù)目

vector<deque<int> > pool(POOL_SIZE, deque<int>());   // 緩沖池定義
int g_num = 0;

struct s_buf_info
{
    s_buf_info(int n) : nSize(n), bLock(false) {}
    int nSize;
    bool bLock;
};
vector<s_buf_info> poolStatus(POOL_SIZE, s_buf_info(BUF_SIZE));   // 緩沖池使用狀態(tài)
set<int> InitSetWrite() {
    set<int> s;
    for (int i = 0; i < POOL_SIZE; ++i) {
        s.insert(i);
    }
    return s;
}
set<int> setWrite(InitSetWrite());
set<int> setRead;

mutex mtxPoolStatus;
condition_variable conWrite;
condition_variable conRead;

mutex mtx;  // for output data

BOOL SetConsoleColor(WORD wAttributes)
{
    HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    if (hConsole == INVALID_HANDLE_VALUE)
        return FALSE;

    return SetConsoleTextAttribute(hConsole, wAttributes);
}

int GetWriteID()
{
    if (setWrite.empty()) return -1;

    auto itr = setWrite.begin();
    int nID = *itr;

    setWrite.erase(itr);

    if (!setRead.empty()) {
        auto itr = setRead.find(nID);
        if (itr != setRead.end())
            setRead.erase(itr);
    }

    return nID;
}

int GetReadID()
{
    if (setRead.empty()) return -1;

    auto itr = setRead.begin();
    int nID = *itr;

    setRead.erase(itr);

    if (!setWrite.empty()) {
        auto itr = setWrite.find(nID);
        if (itr != setWrite.end())
            setWrite.erase(itr);
    }

    return nID;
}

int ProductLock()
{
    unique_lock<mutex> lck(mtxPoolStatus);

    int nID = GetWriteID();
    while (nID == -1) {
        conWrite.wait(lck);
        nID = GetWriteID();
    }

    poolStatus[nID].bLock = true;

    return nID;
}

void ProductUnLock(int nID)
{
    unique_lock<mutex> lck(mtxPoolStatus);

    poolStatus[nID].bLock = false;
    poolStatus[nID].nSize -= 1;

    if (poolStatus[nID].nSize < BUF_SIZE) {
        setRead.insert(nID);
        conRead.notify_all();
    }

    if (poolStatus[nID].nSize > 0) {
        setWrite.insert(nID);
        conWrite.notify_all();
    }
}

int ConsumeLock()
{
    unique_lock<mutex> lck(mtxPoolStatus);

    int nID = GetReadID();
    while (nID == -1) {
        conRead.wait(lck);
        nID = GetReadID();
    }

    poolStatus[nID].bLock = true;

    return nID;
}

void ConsumeUnLock(int nID)
{
    unique_lock<mutex> lck(mtxPoolStatus);

    poolStatus[nID].bLock = false;
    poolStatus[nID].nSize += 1;

    if (poolStatus[nID].nSize < BUF_SIZE) {
        setRead.insert(nID);
        conRead.notify_all();
    }

    if (poolStatus[nID].nSize > 0) {
        setWrite.insert(nID);
        conWrite.notify_all();
    }

}

void ProducerThreadFun(int nProductNum)
{   
    for (int i=0 ; i < nProductNum; ++i) {
        int nID = ProductLock();
        pool[nID].push_back(g_num++);
        mtx.lock();
        printf("編號為%d生產(chǎn)者在緩沖池第%d個緩沖區(qū)中投放數(shù)據(jù)%d\n", GetCurrentThreadId(), nID, g_num - 1);
        mtx.unlock();
        ProductUnLock(nID);
    }
}

void ConsumerThreadFun(int nConsumNum)
{
    for (int i = 0; i < nConsumNum; ++i) {
        int nID = ConsumeLock();
        int nVal = pool[nID].front();
        pool[nID].pop_front();
        ConsumeUnLock(nID);
        mtx.lock();
        SetConsoleColor(FOREGROUND_GREEN);
        printf("  編號為%d的消費者從緩沖池中第%d個緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)%d\n", GetCurrentThreadId(), nID, nVal);
        SetConsoleColor(FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
        mtx.unlock();
    }

    SetConsoleColor(FOREGROUND_GREEN);
    printf("  編號為%d的消費者收到通知瑞眼,線程結(jié)束運行\(zhòng)n", GetCurrentThreadId());
    SetConsoleColor(FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);
}

int main(int argc, char ** argv)
{
    time_t t1 = time(NULL);

    vector<thread> pro(PRODUCER_NUM);
    vector<thread> con(CONSUMER_NUM);

    assert(PRODUCT_NUM % PRODUCER_NUM == 0);
    assert(PRODUCT_NUM % CONSUMER_NUM == 0);

    for (auto &th : pro) th = thread(ProducerThreadFun, PRODUCT_NUM / PRODUCER_NUM);
    for (auto &th : con) th = thread(ConsumerThreadFun, PRODUCT_NUM / CONSUMER_NUM);

    for (auto &th : pro) th.join();
    for (auto &th : con) th.join();

    time_t t2 = time(NULL);
    
    cout << t2 - t1 << " s" << endl;
    return 0;
}
最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市辆影,隨后出現(xiàn)的幾起案子徒像,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖蛙讥,帶你破解...
    沈念sama閱讀 212,816評論 6 492
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件锯蛀,死亡現(xiàn)場離奇詭異,居然都是意外死亡次慢,警方通過查閱死者的電腦和手機旁涤,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,729評論 3 385
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來迫像,“玉大人劈愚,你說我怎么就攤上這事∥偶耍” “怎么了菌羽?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 158,300評論 0 348
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長由缆。 經(jīng)常有香客問我注祖,道長,這世上最難降的妖魔是什么均唉? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,780評論 1 285
  • 正文 為了忘掉前任是晨,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上舔箭,老公的妹妹穿的比我還像新娘罩缴。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 65,890評論 6 385
  • 文/花漫 我一把揭開白布靴庆。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般怒医。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪炉抒。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 50,084評論 1 291
  • 那天稚叹,我揣著相機與錄音焰薄,去河邊找鬼。 笑死扒袖,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛塞茅,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播季率,決...
    沈念sama閱讀 39,151評論 3 410
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼野瘦,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了飒泻?” 一聲冷哼從身側(cè)響起鞭光,我...
    開封第一講書人閱讀 37,912評論 0 268
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎泞遗,沒想到半個月后惰许,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,355評論 1 303
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡史辙,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,666評論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年汹买,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片聊倔。...
    茶點故事閱讀 38,809評論 1 341
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡晦毙,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出耙蔑,到底是詐尸還是另有隱情结序,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 34,504評論 4 334
  • 正文 年R本政府宣布纵潦,位于F島的核電站徐鹤,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏邀层。R本人自食惡果不足惜返敬,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 40,150評論 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望寥院。 院中可真熱鬧劲赠,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,882評論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至塑煎,卻和暖如春沫换,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背最铁。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,121評論 1 267
  • 我被黑心中介騙來泰國打工讯赏, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人冷尉。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 46,628評論 2 362
  • 正文 我出身青樓漱挎,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親雀哨。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子磕谅,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 43,724評論 2 351

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容