生产者与消费者模型

# 前言

对于生产者消费者模型必须要知道的：三二一原则

三二一原则：

• 三种关系

  • 生产者与生产者之间，生产者与消费者，消费者与消费者

  • 生产者与生产者之间的关系：互斥

    • 也就是对于生产者之间不能同时生产一个东西

  • 消费者与消费者之间的关系：互斥

    • 也就是对于消费者之间不能同时消费一个物品

  • 生产者与消费者之间的关系：同步且互斥

    • 对于生产者与消费者之间不能同时生产消费同一个物品，并且要遵循先生产该商品之后才可以进行消费

• 两个对象

  • 生产者

  • 消费者

• 一个交易场所

  • 仓库

我们所实现的是只有一个生产者和一个消费者之间的模型

1. 基于阻塞队列

1.1 概念

• 使用阻塞队列来进行实现的话，也就是使用该队列对于数据进行存储，对于队列中的数据要使其遵循同步与互斥，必须是先向队列中入数据，然后才能出数据

 

1.2 实现

• cp.hpp头文件

• 该文件中封装了，对于数据的插入和删除。并且对于生产者和消费者必须遵循同步和互斥。也就是必须要先生产数据才可以消费数据，生产数据和消费数据不能访问同一片地址空间。

  • 消费数据没有数据

    • 如果消费者消费数据的时候没有数据可以被消费，那么就要通知生产者生产数据（实现同步）

  • 生产数据达到队列的上限

    • 如果生产者生产数据已经将队列生产满了，那么就要通知消费者来消费数据（实现同步）

  • 生产数据和消费数据要注意的问题

    • 当生产数据和消费数据的时候必须要对队列进行加锁，这样才能实现互斥（对于临界资源进行保护）。

• cp.cc文件

  • 具有两个线程，

    • 消费者：消费数据

    • 生产者：生产数据

 

1.3 书写时注意问题

• 具有同一个交易场所

  • 一定是要在主函数中创建一个交易场所，然后将该交易场所，通过指针的方式传递到生产者和消费者中，这样的话才能使消费者和生产者访问同一个交易场所，也就是对于生产者和消费者具有临界资源

• 实现同步

  • 当实现同步的时候，如果数据已经满了，必须要进行先通知消费者消费数据，然后再将生产者进入等待状态。否则的话有可能导致无法通知到消费者进行消费，从而导致错误

• 可以设置一个水位线

  • 当数据大于水位线的时候，就要通知消费者消费数据，不会让生产者将交易场所进行生产满

• 实现互斥

  • 生产者和消费者应该是互斥的，也就是当生产者进行生产数据的时候，消费者不会消费数据

• 最开始有可能出现生产者生产一个数据，消费者直接就消费了

  • 这是因为最开始的时候，生产者和消费者还没有实现同步的关系，就会导致有可能导致生产者生产一个数据之后，然后时间片到了，CPU进行调度，随之消费者就将数据进行消费了

大家可以参考这个来看一下大体框架，从而来写基于BLockQueue的生成者消费者模型

代码可以在下面看：

https://github.com/YKitty/LinuxDir/tree/master/LinuxCode/pthread/cpAndThreadPool/BlockQueue_cp