带有 pthread 信号量和多线程的 C 中的生产者/消费者

Question

假设我有一个缓冲区，其中包含 3 个生产者线程和 5 个消费者线程，它们向/从缓冲区插入和消费。

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。

只有在没有生产者访问它的情况下，最多 3 个消费者可以查看缓冲区中的顶部元素。如果超过 1 个消费者线程确实访问了缓冲区，则最后离开的线程必须删除顶部元素。

现在这是类分配的部分，并且分配明确声明使用信号量。但是，我想不出一种仅使用信号量来真正实现这种措辞的方法。

伪代码 - 我认为 - 应该是这样的：（我不担心缓冲区是空的还是满的，只是这个问题的子部分）

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，问题是如何仅使用信号量来实现这一点。如何只允许 1 个带有信号量的生产者进入，但在另一侧允许 3 个消费者进入？看来我需要使用信号量以外的东西。

另外，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 shared 访问。生产者试图获得所有三个许可以锁定消费者。

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);
}