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c - 生产者-消费者问题中的无限循环

问题描述

我试图更好地理解编程中的fork()并发c性。我是新手，我无法理解逻辑。我尝试使用fork(). 基本上，一个producer()函数应该从 中获取一个字符stdin，并将其写入文件。同时，第二个进程运行consumer代码，它应该读取文件中的最后一个字符并将其回显到屏幕上。producer()andconsumer()函数本身工作正常，即它们正在做每个人应该做的事情，但问题在于并发性。这是我的代码：

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

FILE* fp;
//char c;

void producer(){
        char c=' ';
        while(c!='x'){
                puts("enter a char");
                c = getchar();

                while((fp = fopen("shared.txt", "at"))==NULL); //while the file is in use by another program

                fputc(c,fp);

                if(c!='\n')puts("file written to successfully");
                fclose(fp);
        }
        return;
}

char readChar(){
        char c;
        while((fp = fopen("shared.txt", "rt"))==NULL);
        fseek(fp, -1, SEEK_END);
        c = fgetc(fp);
        fclose(fp);
        return c;
}

void consumer(){
        char c;
        do{
                c = readChar();
                printf("This is the latest character supplied: %c\n", c);
        }while(c!='x');

}

int main(){
        int pid = fork(); //now we fork processes

        if(pid ==0 ){
                producer();  //the child process should run and create some text in the file
        }else{
                wait(); consumer(); 
        }
}

我试图在调用它们各自的分支之后添加等待语句producer()，consumer()但基本上无论如何，程序都无法执行我想要的操作。如果main ()我有

int main(){
        int pid = fork(); //now we fork processes

        if(pid ==0 ){
                producer();   //the child process should run and create some text in the file
        }else{
                consumer(); 
        }
}

我陷入了无限循环。在一个或两个分支中的函数调用之后添加wait();无济于事，因为无限循环发生在控制传递给其中一个之前wait()。

如果我试试这个：

int main(){
        int pid = fork(); //now we fork processes

        if(pid ==0 ){
                producer();   //the child process should run and create some text in the file
        }else{
               wait(); consumer(); 
        }
}

我可以输入文本，stdin直到我输入'x'，但正如预期的那样，消费者只读取写入文件的最后一个字符。

有没有办法让它与等待语句一起工作？

标签： cforkproducer-consumer

解决方案

问题在于并发

我会说问题在于（缺乏）同步。在生产者/消费者安排中，生产者通常有一种方法向消费者发出信号，告知消费者有新商品可供消费，消费者在尝试消费之前等待该信号。细节从那里有所不同，但它们通常还包括一种让生产者向消费者发出信号的方式，即不会有更多的物品出现。

您的消费者不会等待任何明确的信号，也不会使用可用的数据（文件长度）来确定新项目是否可用。另一方面，它不努力在消耗的物品中保持自己的位置，因此如果生产者领先于它，它很容易错过物品。此外，消费者忙于循环，执行昂贵的 I/O 操作，这是一种非常昂贵的方法。

有没有办法让它与等待语句一起工作？

仅当您希望生产者在消费者消费任何东西之前运行完成。就是这样wait()做的：它等待另一个进程终止。在这种情况下，您可能希望消费者从头开始逐个字符地读取文件，而不是直接跳到最后。

如果您希望生产者和消费者同时取得进展，那么最简单的方法是利用系统已经提供给您的设施，通过使用 FIFO 或管道而不是常规文件。然后生产者可以一个接一个地写，而消费者可以一个接一个地读，没有任何重新打开和重新定位的废话。

如果您必须使用常规文件执行此操作，那么您可以使用一对信号量或互斥量 + 条件变量来让生产者和消费者轮流进行。或者，消费者可以通过多种方式监视文件以检测文件何时发生更改（stat/ fstat、inotify等），以避免不必要地尝试从中读取，您可以将其与跟踪其在该文件中的位置相结合，以免重新读取它已经消耗的数据。理想情况下，两个程序都不会多次打开文件，但生产者可能需要fflush在每次写入后打开文件。

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