algorithm - 生产者-消费者，为什么不用一个信号量来实现呢？

Question

使用我的想法，只需要一个信号量(互斥体除外)

    n = 10
    mutex = 1

 producer:   //This is producer
    P(mutex)
    V（n）
    V（mutex）   

 cosumer:    //This is consumer
    P(mutex)
    P(n)
    V(mutex)

下面使用传统的两个信号量来实现。

    n = 10
    empty = 0
    mutex = 1

 producer:   //This is producer
    P(empty)
    P(mutex)
    produce();
    V(mutex)
    V(n)

 consumer:    //This is consumer
    P(n)
    p(mutex)
    consume()
    V(mutex)
    V(empty)

Answer 1

在环形缓冲区生产者-消费者模式中，生产者将项目放入有限大小的缓冲区中，而消费者从该缓冲区中删除项目。

理解该模式的关键是理解生产者也是消费者——它消耗空的缓冲区槽。

信号量的目的是控制对计数资源的关键访问。由于缓冲区中的项目是计数资源，空缓冲区槽也是计数资源，因此需要两个信号量。

出现冗余，因为两个信号量计数不独立。它们的总和保持不变，并且等于缓冲区大小。而且，两个线程队列不是独立的。在任何时刻，只有一个信号量会持有任何挂起的线程，因为永远不会有生产者和消费者同时等待。然而，冗余还不够完整，无法消除其中一个信号量。

如果我理解的话，您建议的构造将会失败，因为当缓冲区已满时，生产者不会停止。此外，如果消费者等待空缓冲区，它会阻止生产者到达其“V(n)”操作。

冗余确实表明生产者-消费者对可能可以实现更有效的同步，而且实际上已经提出了许多其他同步。特别参见'monitor'技术。