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2025-07-05

用信号量实现生产者-消费者模型的线程同步

用信号量实现生产者-消费者模型的线程同步
一、为什么需要生产者-消费者模型?在多线程编程中,当存在数据生产方和消费方时(比如日志系统、消息队列),直接粗暴的读写会导致数据竞争和资源浪费。想象这样的场景: 生产者疯狂生产数据,消费者来不及处理 消费者空转等待,浪费CPU资源 缓冲区溢出导致数据丢失 通过信号量实现的同步模型,能完美解决这些问题。下面用思维导图展示核心要素:mermaid graph TD A[生产者线程] -->|写入数据| B[环形缓冲区] B -->|读取数据| C[消费者线程] D[空槽信号量] -.控制写入.-> A E[数据信号量] -.控制读取.-> C F[互斥锁] --> B二、信号量的核心三板斧POSIX信号量提供三种关键操作: sem_init():初始化信号量计数器 sem_wait():P操作(申请资源) sem_post():V操作(释放资源) 对比互斥锁的差异: - 信号量可以控制多个资源的访问 - 允许多个线程同时进入临界区(当计数>1时) - 没有所有权概念三、代码实现与逐行解析```cinclude &l...
2025年07月05日
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