使用线程信号量和多线程的C中的生产者/消费者

Question

可以说我有一个缓冲区，它有3个生产者线程和5个消费者线程插入缓冲区并从缓冲区消耗。

我只想让1个生产者或多达3个消费者线程在任何给定的时间访问缓冲区。

只有在没有生产者访问它的情况下，最多3位消费者才能查看缓冲区中的顶层元素。如果多于1个消费者线程访问缓冲区，则最后一个要离开的线程必须删除顶部元素。

现在这是部分的类分配，并且该分配明确规定使用信号量。然而，我想不出一种只用信号量来真正实现这种措辞的方法。

的伪代码-I认为 - 应该是这样的：（我担心的不是空或满的缓冲器，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)   

    } 
} 

我认为这是要点的逻辑，问题是如何用信号量来实现它。我如何只允许1个生产者加入信号量，但允许3个消费者加入另一个？看起来我需要使用信号量之外的东西。

此外，如果需要，请更正任何逻辑，这只是一个普遍的想法。

Answer 1

你可以用两个信号量来解决这个问题。第一个信号灯用于生产者的独占访问。第二个信号量用于共享的访问。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); 
}