c - 生产者-消费者队列中出现奇怪的死锁

Question

使用 C 的 pthread 库，我尝试实现一个简单的生产者-消费者模式。

生产者生成随机数并将它们放入这样的队列

typedef struct {
    int q[MAX_QUEUE];
    int head;
    int tail;
} queue;

消费者只需一一获取数字并将其打印到标准输出。同步是通过一个互斥锁和两个条件变量完成的:empty_queue(如果队列为空，则暂停消费者)和 full_queue(暂停消费者)生产者(如果队列已满)。问题是两个线程在达到生成/消耗的 MAX_QUEUE 元素时都会自行挂起，因此它们会进入死锁情况。我认为我做的一切都是正确的，我不知道我做错了什么。

制作人:

void* producer(void* args) {
    unsigned seed = time(NULL);
    int random;
    queue *coda = (queue *) args;

    while(1) {
        Pthread_mutex_lock(&queue_lock);
        while(coda->head == MAX_QUEUE-1) { // Full Queue
            printf("Suspending producer\n");
            fflush(stdout);
            Pthread_cond_wait(&full_queue, &queue_lock);
        }

        random = rand_r(&seed) % 21;
        enqueue(coda, random);

        Pthread_cond_signal(&empty_queue);
        Pthread_mutex_unlock(&queue_lock);

        sleep(1);
    }

    return NULL;
}

消费者:

void* consumer(void* args) {
    queue *coda = (queue *) args;
    int elem;

    while(1) {
        Pthread_mutex_lock(&queue_lock);
        while(coda->head == coda->tail) { // Empty Queue
            printf("Suspending Consumer\n");
            fflush(stdout);
            Pthread_cond_wait(&empty_queue, &queue_lock);
        }

        elem = dequeue(coda);
        printf("Found %i\n",elem);

        Pthread_cond_signal(&full_queue);
        Pthread_mutex_unlock(&queue_lock);
    }

    return NULL;
}

入队/出队例程

static void enqueue(queue *q, int elem) {
    q->q[(q->tail)] = elem;
    (q->tail)++;
    if(q->tail == MAX_QUEUE)
        q->tail = 0;
}

static int dequeue(queue *q) {
    int elem = q->q[(q->head)];
    (q->head)++;
    if(q->head == MAX_QUEUE)
        q->head = 0;
    return elem;
}

Pthread_* 只是标准 pthread_* 库函数的包装函数。 输出(MAX_QUEUE = 10):

Suspending Consumer
Found 16
Suspending Consumer
Found 7
Suspending Consumer
Found 5
Suspending Consumer
Found 6
Suspending Consumer
Found 17
Suspending Consumer
Found 1
Suspending Consumer
Found 12
Suspending Consumer
Found 14
Suspending Consumer
Found 11
Suspending Consumer
Suspending producer

Answer 1

coda->head == MAX_QUEUE-1

这不会检查队列是否已满。有两个变量描述队列的状态:head 和 tail。

coda->head == coda->tail

这可以正确检查队列是否为空。请注意检查中如何使用这两个变量。