生产者 - 消费者问题中的无限循环

Question

我试图在fork()编程中更好地理解c和并发性。我是新手，我无法理解逻辑。我尝试使用fork()制作一个简单的生产者 - 消费者计划。基本上，producer()函数应该从stdin获取一个字符，并将其写入文件。同时，第二个进程运行consumer代码，该代码应该读取文件中的最后一个字符并将其回显到屏幕。 producer()和consumer()函数本身工作正常，即它们正在做各自应该做的事情，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(); 
        }
}

我在各自的分支机构调用producer()和consumer()之后尝试添加等待语句，但基本上无论如何，程序都无法按我的意愿行事。如果在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(); 
        }
}

我陷入无限循环。在一个或两个分支中的函数调用之后添加wait();没有帮助，因为在控制传递给wait()之前发生无限循环。

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(); 
        }
}

我可以从stdin输入文本，直到我输入'x'，然后按预期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wait语句一起使用？

Answer 1

问题在于并发性

我会说问题在于（缺乏）同步。在生产者/消费者安排中，生产者通常具有向消费者发信号通知新物品可供消费的手段，并且消费者在尝试消费之前等待该信号。细节因此而有所不同，但它们通常还包括一种方式，让生产者向消费者发出信号，告知不再有物品即将到来。

您的消费者不会等待任何明确的信号，并且它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，它没有努力在所消耗的物品中保持自己的位置，因此如果生产者领先它，它很容易错过物品。此外，消费者忙碌循环，执行昂贵的I / O操作不会少，这是一个非常昂贵的方式来解决这个问题。

有没有办法让它与wait语句一起使用？

只有当您希望生产者在消费者消费任何东西之前运行完成时。这就是wait()所做的：它等待另一个进程终止。在这种情况下，您希望消费者只是逐个字符地从头开始读取文件，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，那么最简单的方法就是利用系统已经提供的设施，使用FIFO或管道而不是常规文件。然后制作人可以只写字符，消费者可以只读字符，而不会重新打开和重新定位废话。

如果你必须使用常规文件，那么你可以使用一对信号量或互斥+条件变量来让生产者和消费者轮流使用。或者，消费者可以通过各种方式监控文件以检测文件何时发生变化（stat / fstat，inotify等）以避免不必要地尝试从中读取文件，并且您可以将其与其结合以跟踪其自身的位置。该文件，以便不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，但生成器可能需要在每次写入后使用fflush。