生产者/消费者问题何时需要互斥锁？答案

【问题标题】：When are mutexs required for producer/consumer problems?生产者/消费者问题何时需要互斥锁？
【发布时间】：2014-03-26 23:22:28
【问题描述】：

如果有 1 个生产者、1 个消费者和 >1 大小的缓冲区，是否需要插入互斥锁？是否需要删除互斥锁？

如果有 1 个生产者、1 个消费者和 1 个大小的缓冲区，是否需要插入互斥锁？是否需要删除互斥锁？

如果有 >1 个生产者、>1 个消费者和 1 个大小的缓冲区，是否需要插入互斥锁？是否需要删除互斥锁？

谁能解释一下你是如何回答这些问题的。我知道两个线程在写入缓冲区时永远不应该从缓冲区中读取，但这是否意味着所有场景都需要两个互斥锁？

教授的回答：第一种情况是肯定的，后两种情况是否定的，因为当缓冲区非空时相当于一个完整的缓冲区。当缓冲区为空时，消费者被阻塞。当缓冲区包含一个项目时，生产者被阻塞。因此，在不使用互斥锁的情况下可以保证互斥。这无助于理解为什么会这样。好在自从发表这篇文章以来，有了更多的经验。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

考虑以下链表队列弹出方法：

Object pop() {
    if(this.head != null) {
        Node n = this.head;
        this.head = n.next;
        return n.data;
    }
    return null;
}

此方法不是线程安全的。考虑一下如果线程在执行第 3 行后暂停，另一个线程调用 pop 会发生什么；两个线程都会得到相同的对象。

互斥锁确保两个线程不能同时访问同一个资源，从而防止这种“竞争条件”。通过确保一次只有一个线程可以弹出一个元素，可以保持队列的一致性。

可以在不使用互斥体的情况下实现队列（例如Java's ConcurrentLinkedList），但要困难得多。

【讨论】：