生产者/消费者

定义

我们考虑两个进程，分别称为“生产者”和“消费者”。生产者是一个循环过程，每次循环都会产生一定部分的信息，这些信息必须由消费者处理。消费者也是一个循环过程，每次它经历它的周期时，它都可以处理下一条信息，因为它是由生产者产生的。计算过程给出了一个简单的例子，该计算过程生成由穿孔卡打孔的穿孔卡的“信息部分”图像，穿孔卡扮演消费者的角色。[1]

解释

生产者创建项目并将其存储在数据结构中，而消费者则从该结构中删除项目并处理它们。

如果消费大于生产，则缓冲区（数据结构）清空，消费者没有任何东西可消费
如果消耗量 小于 生产量，则缓冲区已满，生产者无法添加更多项目。这是一个经典问题，称为有限缓冲区。

问题的情境化

假设我们有一个生产者在缓冲区中发布一封电子邮件，以及一个消费者使用缓冲区中的电子邮件并显示一条消息，表明已发送电子邮件并通知电子邮件的新访问密码。

执行

package main

import (
    "fmt"
    "os"
    "strconv"
    "sync"
    "time"
)

type buffer struct {
    items []string
    mu    sync.Mutex
}

func (buff *buffer) add(item string) {
    buff.mu.Lock()
    defer buff.mu.Unlock()
    if len(buff.items) < 5 {
        buff.items = append(buff.items, item)
        // fmt.Println("Foi adicionado o item " + item)
    } else {
        fmt.Println("O Buffer não pode armazenar nenhum item mais está com a capacidade máxima")
        os.Exit(0)
    }
}

func (buff *buffer) get() string {
    buff.mu.Lock()
    defer buff.mu.Unlock()
    if len(buff.items) == 0 {
        return ""
    }
    target := buff.items[0]

    buff.items = buff.items[1:]
    return target
}

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    buff := buffer{}
    wg.Add(2)

    go producer(&buff)
    go consumer(&buff)
    wg.Wait()
}

func producer(buff *buffer) {
    defer wg.Done()
    for index := 1; ; index++ {
        str := strconv.Itoa(index) + "@email.com"
        buff.add(str)
        time.Sleep(5 * time.Millisecond) // Adiciona um pequeno atraso para simular produção
    }
}

func consumer(buff *buffer) {
    defer wg.Done()
    for {
        data := buff.get()

        if data != "" {
            fmt.Println("Enviado um email com a nova senha de acesso para: " + data)
        }
    }
}

解释实施

• 首先，我们创建一个名为 buffer 的结构，其中包含一个名为 items 的字符串数组和一个名为 mu 的类似互斥体的控制机制，用于管理并发访问。
• 我们有两个函数：一个称为 add，它基本上将一个项目添加到缓冲区中，只要有可用空间，因为缓冲区容量只有 5 个项目；另一个 get 调用，如果缓冲区中有项目，则返回第一个元素并从缓冲区中删除该元素。
• Producer 基本上从循环中获取索引，并将其连接成一个名为 str 的字符串，其中包含索引和虚拟电子邮件域，并将其添加到缓冲区。添加了时间间隔来模拟延迟。
• 消费者从缓冲区请求一个项目（如果它至少有一个项目）。然后，消费者在屏幕上显示一条消息，通知已发送一封电子邮件，其中包含缓冲区中发布的项目的新访问密码。

代码链接： https://github.com/jcelsocosta/race_condition/blob/main/ Producerconsumer/buffer/ Producerconsumer.go

参考

1. https://www.cs.utexas.edu/~EWD/transcriptions/EWD01xx/EWD123.html#4.1.%20Typical%20Uses%20of%20the%20General%20Semaphore。

参考书目

https://www.cin.ufpe.br/~cagf/if677/2015-2/slides/08_Concorrencia%20(Jorge).pdf

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