问题分析

生产者—消费者问题，实际上就是二者共用了一块缓冲区（题中的仓库），所以生产者之间和消费者之间是互斥的关系，但同时生产者消费者之间又是协同的关系，所以将其归类为进程同步问题。

解决方案1

根据问题，我们很容易写出下面的代码，其中的item即“产品”。

但执行之后可能会产生一个很严重的问题：因为程序是并发执行的，所以很可能导致producer()进程执行到某条语句的时候，因为调度的原因，cpu被分配给了consumer()进程。严重情况下，可能会导致二者都进入阻塞状态，如下图情况：

这种情况也称为死锁。

发生这种情况的根本原因，是因为对于producer和consumer这两个进程而言，本题中的“仓库”是临界资源，（访问仓库的代码putItemIntoBuffer()称为临界区），多个进程同时访问临界资源，就可能导致问题，这个问题也叫竞争条件(Race condition)。

解决方案1.1—同步问题

为了解决竞争条件问题，就引入了信号量。

其实方案1中的itemCount也是信号，但它仅仅解决了是否阻塞/唤醒合作进程，没能说明具体阻塞/唤醒几个进程，也就是说没能体现出量的概念。

所以我们换个方式，对于producer，我们关注仓库中还有多少个空位置empty，而对于consumer则关注仓库中已放入多少个产品full。这就达到不再使用临界资源的情况。如下图所示：

从图中可以看出，producer实际上是在不断消耗空位置个数，如果cpu始终在执行producer，那么empty被消耗为空，producer被阻塞，继续执行的话empty小于0，其绝对值就等于被阻塞的进程数。

同理，full<0的绝对值就是consumer被阻塞的进程数。

注意：这里当empty和full都大于0时，表示的是空位数和产品数。但是当二者小于0时，代表的是阻塞的producer和consumer！！！

从上面可以看出，empty和full存在逻辑上相反的关系，即$empty=n-full$，但是在各自的进程中，其过程又具有相似性，因此我们可以抽象出一个值，记为value，其结构体如下图所示：

图中的两个函数就是PV操作。

接下来就可以改写producer和consumer的代码：

先来看producer()：

P操作：

P(empty);

传入参数empty，如果empty自减后小于0，则说明仓库中没有空位置，则把当前的producer阻塞掉；如果empty自减后大于0，则说明仓库中仍然有位置，则继续执行当前进程：

1	putItemIntoBuffer();//往仓库中加入一个商品

再执行V操作：

V(full)

当前的进程使用完了临界资源，则需要将full+1，即释放了一个资源，例子中也就是产品数+1。值得注意的是若full+1<=0，那说明consumer之前有阻塞。

S小于0应该是说没有临界资源可供使用，为什么还要唤醒进程？

V原语操作的本质在于：一个进程使用完临界资源后，释放临界资源，使S加1，以通知其它的进程，这个时候如果S<0，表明有进程阻塞在该类资源上，因此要从阻塞队列里唤醒一个进程来“转手”该类资源。比如，有两个某类资源，四个进程A、B、C、D要用该类资源，最开始S=2，当A进入，S=1，当B进入S=0，表明该类资源刚好用完，当C进入时S=-1，表明有一个进程被阻塞了，D进入，S=-2。当A用完该类资源时，进行V操作，S=-1，释放该类资源，因为S<0，表明有进程阻塞在该类资源上，于是唤醒一个。

上面这段话，结合第一个引用中的内容更好理解。

这里之前理解上还有个小误区，唤醒了consumer的进程是进入就绪态而不是执行态，因此当前的进程——这里是producer，还是需要继续执行直到完成。

右边consumer的操作和producer类似。