c - 一个消费者和两个生产者中的任何一个

Question

我在编写这段 C 代码时遇到了问题，因为我需要让两个生产者拥有自己的缓冲区。然后是一个消费者，它从任一缓冲区中消费一个项目，并且仅在两个缓冲区都为空时才等待。如果任一生产者缓冲区为空，消费者等待，我知道如何编写代码，

sem_wait(Xfull);
item1 = BufferX[outX];
sem_signal(Xempty);

sem_wait(Yfull);
item2 = BufferB[outY];
sem_signal(BufferBEmpty);

但我坚持这一点。

Answer 1

你可以有一个信号量来计算两个队列中未消费项目的总数。生产者向它发布消息，消费者等待它。一旦消费者成功等待信号量，它就会使用互斥体检查每个队列以找到要消费的项目。

sem_t ProducedItems;  // counts total # of unconsumed items in Q's A and B
sem_t Q_A;            // mutex on Q A
sem_t Q_B;            // mutex on Q B

void *consumer(void *arg)
{
  int bias = 0;  // NOTE: could use to not always favor reading from Q A over Q B

  while (1)
  {
    // wait for an item to be produced
    sem_wait(&ProducedItems);

    // find an item to consume
    do 
    {
      sem_wait(&Q_A);
      {
        if (Q A not empty) 
        {
          remove an item from Q A;
          bias = 1;
        }
      }
      sem_post(&Q_A);

      if (got item from A)
        break;

      sem_wait(&Q_B);
      {
        remove an item from Q B;
        bias = 0;
      }
      sem_post(&Q_B);
    } 
    while (0);

    // consume item
  }

  return NULL;
}

如果消费者还需要向生产者发回信号，例如，确保他们的 Q 不会变得太大，那么您还可以为每个生产者设置信号量，指示他们的 Q 中还剩多少空间。生产者会等待它的信号量，消费者会在他们从各自的 Q 中删除项目时向它发送消息。

如果您想将此推广到 N 个生产 Q，那么您可能想要保留一个位掩码，由互斥锁保护，它指示哪些 Q 上有未使用的项目。

一旦消费者获得 ProducedItems 信号量，它就会锁定掩码以查看哪些 Q 上有未消费的项目，并对它们进行循环进程以决定下一步应该从哪个 Q 读取。然后它将锁定+从该 Q 中获取一个项目，如果该 Q 变空则更新位掩码，释放互斥锁并最终消耗该项目。

生产者会将项目放入他们的 Q 中，如果它是空的，那么他们也会锁定全局位掩码并将其 Q 的位设置在那里，释放互斥锁，然后发布 ProducedItems 信号量。

或者您可以拥有 Q 大小的数组而不是位掩码，尽管这将要求生产者在每次生产时锁定互斥锁，等等。