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文章目录

• 生产者消费者模型
• • 函数调用角度理解生产者消费者模型
  • 生活角度理解生产者消费者模型
  • 为什么要使用生产者消费者模型
  • 生产者消费者模型优点
  • 321原则
  • 基于BlockingQueue的生产者消费者模型
• POSIX信号量
• • 回顾信号量概念
  • 信号量操作函数
  • 环形队列
  • 基于环形队列的生产者消费者模型

生产者消费者模型

函数调用角度理解生产者消费者模型

我们之前学习的函数调用：

在调用FunctionA函数内部调用FunctionB，只有在进入FunctionB函数内部后执行FunctionB的业务代码才可以返回到调用FunctionB函数之后的代码继续执行 。FunctionA把数据交给FunctionB处理，这在单线程下是产者产一个串行的过程。函数和函数之间的消费型基消费型信交互的本质上是数据通信。

如果将FunctionA交由线程A处理，FunctionB交由线程B处理，并内置一段缓冲区，Function
A往缓冲区写数据，FunctionB往缓冲区取走数据处理，这样用两个执行流和一段缓冲区就可以实现FunctionA和FunctionB并行执行。模者消者模我们把这种场景就叫做生产者消费者模型。的队列的生

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生活角度理解生产者消费者模型

生活中的生产者消费者模型最典型的就是超市。站在超市的基于角度消费者就是普通老百姓，生产者就是各种供货商 。

为什么要有超市？

1. 提高效率。消费者和供应商无法直接交易，供应商的］生生产生产量动则成千上万，而消费者的需求并没有这么高，效率很低，这就需要超市来做一个中间件。超市的产者产功能是收集需求，超市收集老百姓的需求，向各个供货商进大量的货物，足以养活供应商，也可以满足大部分老百姓的需求，超市的存在就大大减少了交易成本，这就大大提高了效率 。
2. 生产环节和消费环节进行解耦。消费型基消费型信当某一家矿泉水供应商倒闭了，对于普通老百姓短期来说是模者消者模没有影响的，因为还可以购买超市的存货，这就实现了生产环节和消费环节的解耦，生产者和消费者互不影响。

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为什么要使用生产者消费者模型

• 生产者消费者模式就是的队列的生通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消费者彼此之间不直接通讯，而通过阻塞队列来进行通讯，所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理，直接扔给阻塞队列，消费者不找生产者要数据，而是模型直接从阻塞队列里取，阻塞队列就相当于一个缓冲区，平衡了生产者和消费者的处理能力。这个阻塞队列就是基于用来给生产者和消费者解耦的。

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生产者消费者模型优点

• 解耦
• 支持并发
• 支持忙闲不均

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321原则

3种关系：

• 生产者 vs 生产者：竞争关系 、互斥关系
• 消费者 vs 消费者：竞争关系、互斥关系
• 生产者 vs 消费者：互斥关系、同步关系

2种角色：

• 生产者（执行流）
• 消费者（执行流）

1个消费场所：

• 缓冲区（内存空间、STL容器等）

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基于BlockingQueue的生产者消费者模型

• 在多线程编程中阻塞队列(Blocking Queue)是一种常用于实现生产者和消费者模型的数据结构。其与普通的队列区别在于，当队列为空时，从队列获取元素的操作将会被阻塞，直到队列中被放入了元素；当队列满时，往队列里存放元素的操作也会被阻塞，直到有元素被从队列中取出(以上的操作都是基于不同的线程来说的，线程在对阻塞队列进程操作时会被阻塞)
  。

Makefile文件：

CpTest:CpTest.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread.PHONY:cleanclean:rm -f CpTest

BlockQueue.hpp文件：

#pragma once#include #include #include namespace ns_blockqueue{}};}

运行结果：

[cwx@VM-20-16-centos ring_queue]$ ./ring_queue_test Producter Thread: 139742694962944 Task: 12+4=?Consumer Thread: 139742736926464 Task: 12+4=16Producter Thread: 139742711748352 Task: 20%2=?Producter Thread: 139742703355648 Task: 17/10=?Consumer Thread: 139742745319168 Task: 20%2=0Consumer Thread: 139742745319168 Task: 17/10=1

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［Linux］生产者消费者模型（基于BlockQueue的生产者消费者模型 | 基于环形队列的生产者消费者模型 | 信号量 ）

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