生産者消費者模式（轉）

1.PV操作

PV操作是由P操作原語和V操作原語組成，對信号量進行操作。

P(S)：意為占用，将信号量的值減1，S=S-1，如果S>=0，則該程序繼續執行，否則進入等待隊列；

V(S)：意為釋放，将信号量的值加1，S=S+1，如果S>0，則該程序繼續執行，否則釋放隊列中第一個等待信号量的程序。

為了更形象的了解PV操作，可以聯想一下電話亭場景：

P：第一個人占用電話亭打電話，可用電話亭數-1，S=S-1，接下來的人先檢測S-1，如果S>=0，說明目前使用者有電話亭可用，如果S<0，說明無電話亭可用，S=-i說明自己剛好是第i個排隊的人。

V：使用完電話亭就推門走開，将S加1，如果S>=2，說明這個人剛剛打電話時電話亭空閑一個；如果S=1，說明這個人剛好騰出一個空；如果S<=0說明有人排隊，按照排隊次序依次填補打電話。

2.同步和互斥

同步是程序之間直接的制約關系，展現工作次序，這種制約源于程序之間的合作，生産者和消費者關系就是同步關系。

互斥是程序之間間接的制約關系，這種制約源于對臨界資源的通路，線程之間共享記憶體需要用到互斥關系。

生産者和消費者問題既是同步也是互斥的關系，一方面，作為平等程序，對緩沖區的通路時競争關系，即互斥；另一方面，作為生産者和消費者兩個程序有先後次序，存在合作關系是以是同步的。

3.生産者、消費者、緩沖區問題

①一個生産者，一個消費者，一個公共緩沖區： 隻需保證，生産者先生産，消費者後消費，兩者互斥使用緩沖區即可。m=1,n=0

生産者

{

生産産品

P(m)//保證生産者無法再生産

産品送往buffer

V(n)//喚醒消費者

}

消費者

P(n)//保證消費者不能先于生産者

從buffer取走産品

V(m)//喚醒生産者繼續生産

消費産品

②一個生産者，一個消費者，無數個公共緩沖區：

與①不同在于，生産者可以不斷生産，消費者可以不斷消費，隻需保證消費者有産品可消費。m=1,n=0

P(m)

V(m)//可繼續生産

P(n)//保證有産品可消費，避免死鎖

P(m)//阻止生産者生産

V(m)//喚醒生産者生産

注意點：P操作像是一個标志，進入臨界區之前需要将互斥程序進行P操作，以免搶占資源

③一個生産者，一個消費者，n個環形緩沖區

與②類似，但②無限緩沖區即總有空閑區域可以生産，該情況需要檢查緩沖區是否有空閑區域供生産，m=1,n=0,count=SIZEOFBUF

P(count)//保證有空閑區域供生産，否則阻塞

放入buffer

V(m)

P(n)

從buffer取産品

V(m)//喚醒生産者

V(count)//多空閑一個區域供生産者生産

④兩個生産者，兩個消費者，一個公共緩沖區

兩個生産者、兩個消費者四者之間互斥使用公共緩沖區。增加兩個互斥值，m=1.n=0

P(m)//确定是生産者

P(n)//保證有産品可消費

⑤兩個生産者，兩個消費者，n環形緩沖區，count=SIZEOFBUF ，n=0，m =1，

自己的一點了解：其實P,V操作簡單的可以了解為：我用了，給你用。當出現多個生産者，多個消費者的時候隻需要在臨界資源上互斥通路即可。