[OS] 生产者-消费者问题（有限缓冲问题）

·最简单的情形--（一个生产者 + 一个消费者 + 一个大小为1的有限缓冲）

首先来分析其中的同步关系：

·必须在生产者放入一个产品之后，消费者才能够从缓冲中取出产品来消费。
·只有在消费者从缓冲区中取出产品（消费）之后，生产者才能再放新的产品进缓冲区。

下面我们用P（Producer）来表示生产者进程，用C（Consumer）来表示消费者进程，则下面是他们所要进行的操作的伪码表示：

P：
while(true){
	//生产一个产品;
	//送产品到缓冲区;
};

C:
while(true){
	//从缓冲区取产品
	//消费产品
}；

能不能往缓冲区放东西，取决于缓冲区的状态：
·空--只能放，不能取
·满--只能取，不能放
因为缓冲区大小为1，所以我们设立两个信号量empty = 1，full = 0

下面是改进后的代码：

P：
while(true){
	//生产一个产品;
    P(empty);
	//送产品到缓冲区;
	V(full);
};

C:
while(true){
    P(full);
	//从缓冲区取产品
	V(empty);
	//消费产品
};

·生产者--消费者问题的推广（n个缓冲区 + m个生产者 + k个消费者）

也就是下图所示的场景：

下面是改进后的代码：

P：
while(true)
{
    //生产产品;
    P(empty);
    P(mutex1);
    //往Buffer [i]放产品;
    i = (i+1) % n;
    V(mutex1);
    V(full);
};
 
//i的初值为0

C：
while(true)
{
    P(full);
    P(mutex2);
    //从Buffer[j]取产品;
    j = (j+1) % n;
    V(mutex2);
    V(empty);
    //消费产品;
};
 
//j的初值为0

注：

·生产者和消费者之间不需要互斥，所以mutex不能一样

·生产者生产产品与i的加1操作是原子的；消费者消费产品与j的加1操作也是原子的。