LiteOS同步实验（实现生产者-消费者问题）

效果如下图：

给大家解释一下上述效果：在左侧（顶格）的是生产者（Producer）；在右侧（空格）的是消费者（Consumer）。生产者有1个，代号为“0”；消费者有2个，代号分别为“0”和“1”。

生产者首先生产出一个产品，输出“is producing Product”。然后唤醒消费者来消费，输出“is waking Consumer”。

消费者生成时会报告自己的信息，比如“I am Consumer 0”代表它是0号消费者。如果有东西可以消费，它会输出“Consumer 代号 consume product success!!!!”代表消费成功。

程序实现的效果是：生产者不断生产“产品”，然后消费者“0”和“1”不断进行消费，如此循环往复。

一、代码剖析

代码逻辑如下，很清晰：

入口函数代码逻辑：

从HxSyscall进入，调用pthread_mutex_init初始化互斥锁mutex（是一个pthread_mutex_t结构体），调用pthread_cond_init初始化条件变量has_product（是一个pthread_cond_t结构体）。

紧接着定义了一个thread_ids数组，该数组用于存储生产者和消费者的编号。

然后先调用pthread_create函数生成生产者，在这里解释一下4个传入参数各自的含义：

第1个参数是一个指向pthread_t类型变量的指针，用于存储新创建的线程，简言之就是新创建的线程会存放在该变量里。

第2个参数是一个指向pthread_attr_t类型变量的指针，用于指定新线程的属性，这里是NULL，说明用的是默认属性。

第3个参数：是一个指向函数的指针，该函数就是新线程的入口点。可以这么理解：这里传入什么函数名就去调用哪个函数。比如在这里我们将生产者producer的函数名传入，就会去执行producer函数。

第4个参数：一个指向void类型的指针，用于传递给新线程入口点函数的参数。可以这么理解：这里传入的值就是要调用函数的参数，比如我们调用producer函数需要传入了一个参数arg，这里的这第4个参数就是这个参数arg。

大家需要注意一点：如果需要在线程执行时输出语句printf()，一定要在printf()后加上fflush(stdout);这条语句，因为当我们使用printf等输出函数打印文本时，并不会立即将其发送到屏幕上，而是先存储在输出缓冲区中，而fflush(stdout)这条语句可以刷新输出缓冲区，将缓冲区内容输出到屏幕上。

最后说一下pthread_join函数的是用于阻塞调用线程，直到指定的线程结束执行，实现线程的同步，确保调用线程等待指定线程的完成。在入口函数中执行该操作，会等待所有线程都执行完之后再继续执行。简而言之就是要避免：某些线程还在运行，却意外销毁了该些线程所需的资源，导致出错的情况发生。

补充：

1.互斥锁（Mutex）的作用是保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。

2.条件变量（Condition Variable）的作用是实现线程间的协调和通信。条件变量允许一个线程等待某个条件的发生，并在条件满足时被唤醒。

消费者函数逻辑：

用pthread_mutex_lock来上互斥锁，pthread_mutex_unlock来解除互斥锁，在此不过多赘述。

当ready==0时说明此时消费者生产的东西都被消费完了，或者还没来得及生产，因此用while循环来忙等待。

pthread_cond_wait函数的作用是使线程等待某个条件的发生，一旦条件满足（收到信号），线程将被唤醒并继续执行。在这里等待的是has_product变量。

当ready>0时，令ready-1表示消费掉1个产品，然后休眠3秒

生产者函数逻辑：

用pthread_mutex_lock来上互斥锁，pthread_mutex_unlock来解除互斥锁，在此不过多赘述。

pthread_cond_signal用于向线程发送信号，告诉它们条件已经满足，你可以执行啦！与消费者中的pthread_cond_wait函数相呼应。

二、可运行代码

代码如下可直接复制：

#include <stdlib.h>                                                      
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <pthread.h>#define CONSUMER_NUM 2#define PRODUCER_NUM 1pthread_t pids[CONSUMER_NUM+PRODUCER_NUM];int ready = 0;
int running =1;pthread_mutex_t mutex;pthread_cond_t has_product;void* producer(void* arg){int no = (int)arg;while(running){pthread_mutex_lock(&mutex);ready++;printf("Producer %d is producing Product\n",no);fflush(stdout); pthread_cond_signal(&has_product);printf("Producer %d is waking Consumer\n",no);fflush(stdout); pthread_mutex_unlock(&mutex);sleep(1);}
return NULL;
}void* consumer(void* arg){int num = (int)arg;while(running){pthread_mutex_lock(&mutex); while(ready==0){printf("\tConsumer %d is waiting...\n",num);fflush(stdout); pthread_cond_wait(&has_product,&mutex);}ready--;printf("\tConsumer %d consume product success!!!!!\n",num);fflush(stdout); pthread_mutex_unlock(&mutex);sleep(3);}
return NULL;
}void HxSyscall(int num){                                          pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_cond_init(&has_product,NULL);printf("init success!\n");int i;int thread_ids[CONSUMER_NUM + PRODUCER_NUM]; for(i=0; i<PRODUCER_NUM; i++){thread_ids[i] = i;pthread_create(&pids[i], NULL, producer, (void*)i);}for(i=0; i<CONSUMER_NUM; i++){printf("\tI am Consumer %d \n",i);fflush(stdout); sleep(2);thread_ids[PRODUCER_NUM + i] = i;pthread_create(&pids[PRODUCER_NUM + i], NULL, consumer, (void*)i);}for(i=0; i<PRODUCER_NUM + CONSUMER_NUM; i++){pthread_join(pids[i], NULL);}pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&has_product);return;
}

大家只需要按照project1的方式，将上述代码放入home/openharmony/kernel/liteos_a/syscall下的hx_syscall.c文件夹下即可（这里为了方便基础较薄弱的同学操作，所以我们仍旧采用勖哥在pro1中的函数命名），接下来大家只需要按照pro1的方式进行编译烧录即可运行。

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