c - C中的生产者/消费者，带有pthread信号量和多线程

Question

假设我有一个缓冲区，其中有 3 个生产者线程和 5 个消费者线程插入缓冲区和从缓冲区消费。

我只想允许 1 个生产者或最多 3 个消费者线程在任何给定时间访问缓冲区。

最多 3 个消费者可以查看缓冲区中的顶部元素，前提是没有生产者正在访问它。如果超过 1 个消费者线程访问缓冲区，最后一个离开的线程必须删除顶部元素。

现在这是类作业的部分，作业明确声明要使用信号量。但是，我想不出一种方法来仅使用信号量来真正准确地实现这个措辞。

伪代码 - 我认为 - 应该看起来像这样:(我不担心空缓冲区或满缓冲区，只是问题的这一部分)

sem_init(&binary, 0, 1);  //Init binary semaphore to 1
sem_init(&consumerCount, 0 , 3);  //Allows 3 consumers to access

producer()
{
    createItem()
    sem_wait(&binary)
    appendItem()
    sem_post(&binary)
}

//The above assures nothing else can access buffer while appending an item

consumer()
{

    while( binary unlocked)
    {
        sem_wait(&binary) and sem_wait(&consumerCount)  //Locks the producers out
                                                        //Allows 3 consumers in 
        peek()  //Gets copy of top item
        if( last consumer out )
        {
            delete()  //Deletes top item
            sem_post(&binary)  //Allow producer access back since last one out
        }
        sem_post(&consumerCount)         

    }
}

我认为这是逻辑的要点，问题是如何只用信号量来实现它。如何只允许 1 个生产者使用信号量，但允许 3 个消费者进入另一侧？看来我需要使用信号量以外的东西。

此外，如果需要，请更正任何逻辑，这只是一个大概的想法。

Answer 1

你可以用两个信号量来解决这个问题。第一个信号量用于生产者的独占访问。第二个信号量用于共享 访问。生产者试图获得所有三个许可，以将消费者拒之门外。

sem_init(&exclusive, 0, 1);
sem_init(&shared, 0, 3);

void producer()
{
    sem_wait(&exclusive);
    sem_wait(&shared);
    sem_wait(&shared);
    sem_wait(&shared);
    // critical section
    sem_post(&shared);
    sem_post(&shared);
    sem_post(&shared);
    sem_post(&exclusive);
}

void consumer()
{
    sem_wait(&shared);
    // critical section
    sem_post(&shared);
}