examples/sthread/pthread-producer-consumer.c

   1 /* Copyright (c) 2002-2023. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 /* Simple producer/consumer example with pthreads and semaphores */
   7
   8 #include <pthread.h>
   9 #include <semaphore.h>
  10 #include <stdio.h>
  11 #include <stdlib.h>
  12 #include <string.h>
  13 #include <unistd.h>
  14
  15 int AmountProduced = 3; /* Amount of items produced by a producer */
  16 int AmountConsumed = 3; /* Amount of items consumed by a consumer */
  17 int ProducerCount  = 2; /* Amount of producer threads*/
  18 int ConsumerCount  = 2; /* Amount of consumer threads*/
  19 int BufferSize     = 4; /* Size of the buffer */
  20
  21 sem_t empty;
  22 sem_t full;
  23 int in  = 0;
  24 int out = 0;
  25 int* buffer;
  26 pthread_mutex_t mutex;
  27 int do_output = 1;
  28
  29 static void* producer(void* id)
  30 {
  31   for (int i = 0; i < AmountProduced; i++) {
  32     sem_wait(&empty);
  33     pthread_mutex_lock(&mutex);
  34     buffer[in] = i;
  35     if (do_output)
  36       fprintf(stderr, "Producer %d: Insert Item %d at %d\n", *((int*)id), buffer[in], in);
  37     in = (in + 1) % BufferSize;
  38     pthread_mutex_unlock(&mutex);
  39     sem_post(&full);
  40   }
  41   return NULL;
  42 }
  43 static void* consumer(void* id)
  44 {
  45   for (int i = 0; i < AmountConsumed; i++) {
  46     sem_wait(&full);
  47     pthread_mutex_lock(&mutex);
  48     if (do_output) {
  49       int item = buffer[out];
  50       fprintf(stderr, "Consumer %d: Remove Item %d from %d\n", *((int*)id), item, out);
  51     }
  52     out = (out + 1) % BufferSize;
  53     pthread_mutex_unlock(&mutex);
  54     sem_post(&empty);
  55   }
  56   return NULL;
  57 }
  58
  59 int main(int argc, char** argv)
  60 {
  61   int opt;
  62   while ((opt = getopt(argc, argv, "c:C:p:P:q")) != -1) {
  63     switch (opt) {
  64       case 'q':
  65         do_output = 0;
  66         break;
  67       case 'c':
  68         AmountConsumed = atoi(optarg);
  69         break;
  70       case 'C':
  71         ConsumerCount = atoi(optarg);
  72         break;
  73       case 'p':
  74         AmountProduced = atoi(optarg);
  75         break;
  76       case 'P':
  77         ProducerCount = atoi(optarg);
  78         break;
  79       default: /* '?' */
  80         printf("unknown option: %c\n", optopt);
  81         break;
  82     }
  83   }
  84   pthread_t* pro = malloc(ProducerCount * sizeof(pthread_t));
  85   pthread_t* con = malloc(ConsumerCount * sizeof(pthread_t));
  86   buffer         = malloc(sizeof(int) * BufferSize);
  87   pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
  88   sem_init(&empty, 0, BufferSize);
  89   sem_init(&full, 0, 0);
  90
  91   int* ids = malloc(sizeof(int) * (ProducerCount + ConsumerCount));
  92   for (int i = 0; i < ProducerCount + ConsumerCount; i++)
  93     ids[i] = i + 1; // The identity of each thread (for debug messages)
  94
  95   for (int i = 0; i < ProducerCount; i++)
  96     pthread_create(&pro[i], NULL, producer, &ids[i]);
  97   for (int i = 0; i < ConsumerCount; i++)
  98     pthread_create(&con[i], NULL, consumer, &ids[i]);
  99
 100   for (int i = 0; i < ProducerCount; i++)
 101     pthread_join(pro[i], NULL);
 102   for (int i = 0; i < ConsumerCount; i++)
 103     pthread_join(con[i], NULL);
 104
 105   pthread_mutex_destroy(&mutex);
 106   sem_destroy(&empty);
 107   sem_destroy(&full);
 108   free(pro);
 109   free(con);
 110   free(buffer);
 111   free(ids);
 112
 113   return 0;
 114 }