在之前的两篇博客当中，我们讲述了线程概念、线程控制和线程安全三部分内容。紧随其后本篇博客内容：我们首先来讲述生产者和消费者模型，来了解一种多线程的设计模式，然后在此基础上讲述上一篇博客剩余的内容：信号量的相关接口并写代码实现。

目录

1.生产者与消费者模型

1.1内容

1.2优点

1.3实现

2.信号量

2.1内容

2.2接口

2.3实现

1.生产者与消费者模型

1.1内容

生产者与消费者模型是一种典型的设计模式（针对典型应用场景的解决方案），针是对存在大量数据产生以及处理的场景的一种设计模式。

在原始的操作当中，将数据的产生和获取放在同一个线程中执行，这样会造成程序的大部分时间都用于数据处理，容易造成数据资源获取不及时而被丢弃。

所以我们可以采用生产者与消费之模型，其本质是：将数据产生和处理分离处理，生产者有生产者线程，消费者有消费者线程。生产者只负责数据的获取，消费者只负责数据的处理，两个线程最终通过一个缓冲区（数据队列）来实现数据交互。

1.2优点

1. 解耦合（防止不同函数传递参数内容过于相似）；
2. 支持忙闲不均（数据资源产生和处理大小可以不同）；
3. 支持并发；

1.3实现

结合上述内容中生产者与消费者模型的本质，我们主要需要完成的内容便是：实现一个线程安全的阻塞队列和创建生产者和消费者线程。

对上述代码编译并执行便可得到结果如下：

我们可以很直观的看到生产者和消费者模型的作用，即同时兼顾数据的输入和输出。这样我们便可用于大量数据的分解处理，提高数据资源的处理效率。

2.信号量

2.1内容

对于信号量的内容，我们再进程间通信（ipc）-3这篇博客中讨论过，没有阅读过的读者可以点击下面连接进行查看。

Linux进程间通信-3_王大可～的博客-CSDN博客

2.2接口

信号量中的接口函数都是在POSIX标准之下，

信号量变量类型：sem_t，头文件：#include<semaphore.h>。

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, int val);

sem_init接口用于信号量初始化，其中sem是我们定义的信号量变量；pshared：0 -- 线程间；!0 -- 进程间（共享内存）；val是信号量初始值。

P操作：

int sem_wait(sem_t *sem);

sem_wait是阻塞接口。

int sem_trywait(sem_t *sem);

 sem_trywait是非阻塞接口。

int sem_timedwait(sem_t *sem, struct timespec *spec);

sem_timedwait是存在设置时长的阻塞接口。

V操作：

int sem_pos(sem_t *sem);

 信号量的销毁：

int sem_destroy(sem_t *sem);

2.3实现

在了解完信号量的内容和相关操作接口时，我们来编写代码实现一个线程安全的环形队列。

最后编译并执行可以得到结果如下所示：