具有pthread信号量和多个线程的C生产者/消费者

Question

可以说我有一个缓冲区，该缓冲区有3个生产者线程和5个使用者线程向该缓冲区插入和从中使用。

我只想在任何给定时间允许1个生产者线程或最多3个消费者线程访问缓冲区。

如果没有生产者正在访问缓冲区，则最多3个使用者可以窥视缓冲区的顶部元素。 如果有多个使用方线程确实访问了缓冲区，则离开的最后一个线程必须删除顶部元素。

现在，这是类分配的一部分 ，并且该分配明确声明要使用信号量。 但是，我想不出一种仅使用信号量即可真正实现此措辞的方法。

伪代码-我认为-应该看起来像这样：（我不必担心缓冲区是空的还是满的，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，问题在于如何仅使用信号量来实现这一目标。 如何只允许一个带有信号灯的生产者进入，而另一侧却允许3个消费者进入？ 似乎我需要使用除信号量之外的其他内容。

另外，请根据需要更正任何逻辑，这只是一个一般性的想法。

Answer 1

您可以使用两个信号量解决问题。 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证，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);
}