Linux多线程同步：生产者消费者模型详解（小白入门实战指南）

如图所示，生产者和消费者共享缓冲区，通过线程同步机制如互斥锁来协调访问。缓冲区通常是有界队列，同步确保线程安全。

三、实现生产者消费者模型

在Linux中，使用pthreads库实现生产者消费者模型。关键步骤包括初始化互斥锁和条件变量，生产者线程在缓冲区未满时添加数据，消费者线程在缓冲区非空时取出数据。

// 示例代码：生产者消费者模型#include #include #define BUFFER_SIZE 10int buffer[BUFFER_SIZE];int count = 0; // 缓冲区中数据项数pthread_mutex_t mutex; // 互斥锁pthread_cond_t cond_full, cond_empty; // 条件变量// 生产者线程函数void* producer(void* arg) {    for (int i = 0; i < 20; i++) {        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁        while (count == BUFFER_SIZE) { // 缓冲区满，等待            pthread_cond_wait(&cond_full, &mutex);        }        buffer[count++] = i; // 生产数据        printf("生产者生产: %d", i);        pthread_cond_signal(&cond_empty); // 通知消费者        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁    }    return NULL;}// 消费者线程函数void* consumer(void* arg) {    for (int i = 0; i < 20; i++) {        pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁        while (count == 0) { // 缓冲区空，等待            pthread_cond_wait(&cond_empty, &mutex);        }        int data = buffer[--count]; // 消费数据        printf("消费者消费: %d", data);        pthread_cond_signal(&cond_full); // 通知生产者        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁    }    return NULL;}int main() {    pthread_t prod, cons;    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);    pthread_cond_init(&cond_full, NULL);    pthread_cond_init(&cond_empty, NULL);    pthread_create(&prod, NULL, producer, NULL);    pthread_create(&cons, NULL, consumer, NULL);    pthread_join(prod, NULL);    pthread_join(cons, NULL);    pthread_mutex_destroy(&mutex);    pthread_cond_destroy(&cond_full);    pthread_cond_destroy(&cond_empty);    return 0;}

代码中，互斥锁保护缓冲区和count变量，条件变量用于线程间通信。生产者等待缓冲区非满，消费者等待缓冲区非空，从而避免竞争。

四、SEO关键词总结

本文涵盖了Linux多线程、线程同步、生产者消费者模型和互斥锁等核心概念。掌握这些对于编写高效并发程序至关重要。通过实践，读者可以深入理解多线程同步机制。

五、进一步学习

建议读者在Linux环境下编译运行示例代码，修改参数以观察行为。同时，探索其他同步机制如信号量、读写锁等，以构建更复杂的多线程应用。