問(wèn)題描述：
涉及對(duì)象：生產(chǎn)者（制造數(shù)據(jù)）览芳、消費(fèi)者（消費(fèi)數(shù)據(jù)）燥爷、緩沖區(qū)（中介）
具體描述：生產(chǎn)者和消費(fèi)者分別為兩個(gè)線程（或進(jìn)程）惠窄，共享一個(gè)固定大小的緩沖區(qū)喇闸。生產(chǎn)者干兩件事：一袄琳、制造數(shù)據(jù)并且在緩沖區(qū)未滿時(shí)寫(xiě)入，否則等待仅偎；在緩沖區(qū)為空的情況下寫(xiě)入數(shù)據(jù)并喚醒消費(fèi)者讀取數(shù)據(jù)跨蟹；消費(fèi)者在緩沖區(qū)不為空時(shí)讀出數(shù)據(jù)，否則等待橘沥；在緩沖區(qū)滿的情況下消費(fèi)數(shù)據(jù)并喚醒生產(chǎn)者寫(xiě)入數(shù)據(jù)窗轩。
問(wèn)題關(guān)鍵：
1、對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行互斥處理座咆，緩沖區(qū)為臨界區(qū)痢艺，防止競(jìng)爭(zhēng)；
2介陶、正確實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者的同步關(guān)系堤舒，防止出現(xiàn)死鎖。
解決方案：
使用信號(hào)量（semphore）進(jìn)行解決問(wèn)題哺呜。
對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題關(guān)鍵舌缤，可以使用二元信號(hào)量mutex進(jìn)行緩沖區(qū)互斥。
偽代碼：
過(guò)程分析：
首先創(chuàng)建兩個(gè)整型信號(hào)量empty和full某残，分別用于記錄空閑緩沖單元數(shù)和占用緩沖單元數(shù)国撵，初始化值分別為n和0。信號(hào)量適用于多線程（或進(jìn)程間）同步玻墅。假設(shè)緩沖區(qū)n為2介牙，并假設(shè)兩個(gè)線程同步并發(fā)跑在處理器不同核心上。
生產(chǎn)者行為分析：
首先生產(chǎn)者生產(chǎn)數(shù)據(jù)澳厢，然后將信號(hào)量empty進(jìn)行P操作环础。P操作先判斷信號(hào)量取值是不是大于等于1，由于empty＝n=2>1剩拢，所以empty－－然后繼續(xù)執(zhí)行线得。此時(shí)記錄緩沖區(qū)空單元的變量empty為1，然后進(jìn)入臨界區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)裸扶，完成后離開(kāi)臨界區(qū)框都，對(duì)full信號(hào)量執(zhí)行V操作，V操作先將full加1呵晨，然后喚醒在full上面等待的線程consumer魏保，此時(shí)full變?yōu)?，繼續(xù)往下執(zhí)行摸屠。
消費(fèi)者行為分析：
消費(fèi)者啟動(dòng)谓罗，對(duì)full執(zhí)行P操作，P操作先判斷信號(hào)量是不是大于等于1季二，由于剛啟動(dòng)時(shí)full＝0<1檩咱，于是在此處掛起等待。（此處實(shí)現(xiàn)了消費(fèi)者等待效果）一直到生產(chǎn)者喚醒胯舷，然后進(jìn)入緩沖區(qū)移出數(shù)據(jù)刻蚯，緊接著對(duì)empty信號(hào)量執(zhí)行V操作，此時(shí)empty為1桑嘶，先將empty加1炊汹，然后喚醒生產(chǎn)者繼續(xù)操作，緊接著消費(fèi)者執(zhí)行消費(fèi)數(shù)據(jù)操作逃顶。
假設(shè)某個(gè)時(shí)刻緩沖區(qū)寫(xiě)滿讨便，即full＝2，empty＝0谁撼。
首先生產(chǎn)者照常生產(chǎn)數(shù)據(jù)堰乔，然后對(duì)empty執(zhí)行p操作馅扣，由于empty＝0所以掛起（即此時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)者緩沖區(qū)滿時(shí)等待功能）；消費(fèi)者先對(duì)full執(zhí)行p操作废菱，將full－－得到full＝1然后繼續(xù)執(zhí)行，取數(shù)據(jù)抖誉，取完后對(duì)empty執(zhí)行v操作殊轴，即將empty＋1然后喚醒生產(chǎn)者。
總結(jié)：
1寸五、empty和full分別哪個(gè)決定生產(chǎn)者梳凛、消費(fèi)者休眠和喚醒？
答：由于掛起任務(wù)只有在某個(gè)信號(hào)量為0進(jìn)行p操作時(shí)會(huì)掛起梳杏，所以決定生產(chǎn)者休眠的是empty韧拒，即使用緩沖區(qū)空單元記錄來(lái)決定生產(chǎn)者是否休眠，此外也是通過(guò)empty的v操作喚醒生產(chǎn)者十性；決定消費(fèi)者是否休眠的是full叛溢，即使用緩沖區(qū)緩沖單元記錄來(lái)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的線程控制。
2劲适、為什么empty的p操作和full的p操作必須在mutex的p操作之前楷掉？
答：正常情況下empty進(jìn)行p操作后阻塞生產(chǎn)者線程就會(huì)等待消費(fèi)者來(lái)喚醒，并不會(huì)影響到?jīng)Q定臨界區(qū)操作的mutex信號(hào)量霞势；如果換下順序烹植，首先先修改mutex信號(hào)量為0斑鸦，阻塞消費(fèi)者進(jìn)去，然后又用empty再次阻塞等待消費(fèi)者喚醒草雕，消費(fèi)者要進(jìn)去臨界區(qū)時(shí)發(fā)現(xiàn)被阻塞了巷屿，就等待生產(chǎn)者解決阻塞，結(jié)果兩個(gè)線程相互等待一直阻塞墩虹，造成死鎖嘱巾。
