【Linux】利用 ＜信号量＞ 实现 ＜生产者-消费者模型-线程同步 ＞（思维导图＆代码演示＆思路解析）

// 信号量初始化
Semaphore empty = 1;  // 缓冲区空闲单元数量
Semaphore full = 0;   // 缓冲区已占用单元数量
Buffer buffer;  // 缓冲区

// 生产者线程
void producer() {
    while (true) {
        // 生产一个数据项
        item = produceItem();

        // 等待缓冲区有空闲单元
        P(empty);

        // 将数据项放入缓冲区
        buffer = item;

        // 通知消费者缓冲区中有数据
        V(full);
    }
}

// 消费者线程
void consumer() {
    while (true) {
        // 等待缓冲区有数据
        P(full);

        // 从缓冲区中取出数据项
        item = buffer;

        // 通知生产者缓冲区中有一个空闲单元
        V(empty);

        // 消费数据项
        consumeItem(item);
    }
}

// 信号量初始化
Semaphore empty = n;  // 缓冲区空闲单元数量，初始为n
Semaphore full = 0;   // 缓冲区已占用单元数量
Buffer[n] buffer;     // 大小为n的缓冲区数组
int in = 0;           // 指向下一个空闲缓冲区的索引（生产者使用）
int out = 0;          // 指向下一个有数据缓冲区的索引（消费者使用）

// 生产者线程
void producer() {
    while (true) {
        // 生产一个数据项
        item = produceItem();

        // 等待缓冲区有空闲单元
        P(empty);

        // 将数据项放入缓冲区
        buffer[in] = item;
        in = (in + 1) % n;  // 循环使用缓冲区

        // 通知消费者缓冲区中有数据
        V(full);
    }
}

// 消费者线程
void consumer() {
    while (true) {
        // 等待缓冲区有数据
        P(full);

        // 从缓冲区中取出数据项
        item = buffer[out];
        out = (out + 1) % n;  // 循环使用缓冲区

        // 通知生产者缓冲区中有一个空闲单元
        V(empty);

        // 消费数据项
        consumeItem(item);
    }
}