消费者/生产者计划陷入困境答案

【问题标题】：Consumer/producer program got stuck消费者/生产者计划陷入困境
【发布时间】：2016-07-10 15:19:14
【问题描述】：

以下是示例消费者/生产者模型的代码：

int buffer[MAX];
int fill_ptr = 0;
int use_ptr = 0;
int count = 3;

void put(int value) {
    buffer[fill_ptr] = value;
    fill_ptr = (fill_ptr + 1) % MAX;
    count++;
}

int get() {
    int tmp = buffer[use_ptr];
    use_ptr = (use_ptr + 1) % MAX;
    count--;
    return tmp;
}

cond_t empty, fill;
mutex_t mutex;
void *producer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < loops; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // p1
        while (count == MAX) // p2
            pthread_cond_wait(&empty, &mutex); // p3
        put(i);// p4
        pthread_cond_signal(&fill); // p5
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // p6
    }
}


void* consumer(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < loops; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex); // c1
        while (count == 0) // c2
            pthread_cond_wait(&fill, &mutex); // c3
        int tmp = get(); // c4
        pthread_cond_signal(&empty); // c5
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // c6
        printf("%d\n", tmp);
    }
}

但是，我认为这里有问题。假设 MAX=3，并且最初缓冲区已满（count = 3），那么消费者可以执行get() 并向生产者发出信号。生产者收到信号后，唤醒并开始执行缓冲区[0]中的put()，并持有互斥锁。

假设生产者刚刚卡在put()；那么即使剩余 2 个资源，消费者也无法继续（因为互斥锁由生产者持有）。

我的理解正确吗？如果是这样，那是不公平的，因为还有 2 个资源可以消耗。

【问题讨论】：

假设生产者刚刚卡在 put() “医生，我这样做的时候很痛！” ——“那么，不要这样做”。不要取消引用空指针。不要导致缓冲区溢出。不要让持有互斥锁的线程卡住。
谨慎使用“信号”一词。它在 POSIX 系统中具有特定含义，与您修改条件和互斥锁时发生的情况无关。

标签： c

【解决方案1】：

我的理解正确吗？

是也不是。

是的，如果producer 调用put 和put 被卡住（例如通过进入无限循环），consumer 将被卡住是正确的。

但是，您不能假设 there are 2 resources left。 pthread_cond_signal 不承诺 producer 在 consumer 读取所有 3 个三个元素之前执行。您所能知道的是consumer 至少读取了一个元素，但在生产者执行之前它可能读取了 2 甚至 3。

如果是这样，那就太不公平了……

不，这不公平。这正是互斥锁的用途，即确保只有一个线程可以访问共享资源。

因此，重要的是要确保持有互斥锁的线程不会卡住！这是你作为程序员的责任。

注意：在你的情况下，里面没有任何东西会导致线程卡住。

【讨论】：

【解决方案2】：

假设生产者刚刚被困在 put();那么即使剩余 2 个资源，消费者也无法继续（因为互斥锁由生产者持有）。

当你持有互斥锁时，你绝不能做一些会卡住的事情，而你的代码不会。

【讨论】：