使用程序设计语言，实现四个相互协作的线程A、B、C、D。四个线程共享一个只能存放一个整数的缓冲区。进程A随机生成一个奇数放入缓冲区，进程B随机生成一个偶数放入缓冲区。进行C只从缓冲区中取出奇数，进程D只从缓冲区中取出偶数。设计并实现A、B、C和D四个线程，每个线程在放入缓冲区数据或从缓冲区取出数据后，打印当前时间、线程ID和放入/取出的整数。

要求，实现线程的相互协作，要求缓冲区存放的操作顺序和结果正确无误。

四、思路分析

这里，由于要创建线程，这里用到了C语言创建线程的两个头文件，分别是<pthread.h>和<semaphore.h>，前者用于创建线程，后者用于控制信号量，那么这里是一个很简单的复杂的生产者—消费者问题，我们只需要按照题目要求按序创建ABCD四个线程，然后按照相应的要求进行编写即可。

这里用到的信号量分别是S，Odd，Even。S用于实现线程对缓冲区的互斥访问，而Odd和Even用来保证AC和BD线程之间的同步。所以初始设置S的值为1。Odd和Even设为0。

sem_init(&S, 0, 1);

sem_init(&Odd, 0, 0);

sem_init(&Even, 0, 0);

对于线程A而言，应该先用wait保证当前没有其他进程访问缓冲区，再操作完成后再放入奇数。而线程B也相同。这两个操作结束时，用Signal释放Odd和Even信号。等待的阻塞线程CD可以实现同步。伪代码如下：

sem_wait(&S);//A线程

放一个奇数

sem_post(&Odd);

sem_wait(&S); //B线程

放一个偶数

sem_post(&Even);

而CD在取完数字后要释放缓冲区，让AB可以继续向缓冲区放数据。

sem_wait(&Odd); //C线程

取一个奇数

sem_post(&S);

sem_wait(&Odd); //D线程

取一个偶数

sem_post(&S);

五、代码及说明

主要代码如下：

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include<semaphore.h>
#include<time.h>

#define random(a,b) (rand()%(b-a+1)+a)
using namespace std;
int ti,place;

struct tm now_time;

sem_t S,Odd, Even;

void* A(void* arg) {
	int t;
	while (1) {
		t = gettime();
		if ((t - ti) > 1)break;
		sem_wait(&S);
        int o = random(1, 10) * 2 - 1;
		place = o;
		cout << "A:" << o << " " << now_time.tm_min<<;
        cout << "分"<<now_time.tm_sec << "秒"<<endl;
		sem_post(&Odd);
	}
	return NULL;
}

void* B(void* arg) {
	int t;
	while (1) {
		t = gettime();
		if ((t - ti) > 1) break;
		sem_wait(&S);
		int d = random(1, 10) * 2;
		place = d;
		cout << "B:" << d <<" " << now_time.tm_min;
        cout << "分"<<now_time.tm_sec << "秒"<<endl;
		sem_post(&Even);
		
	}
	return NULL;
}

void* C(void* arg) {
	int t;
	while (1) {
		int n;
		t = gettime();
		if ((t - ti) > 1) break;
		sem_wait(&Odd);
		cout << "C:" << place << " " << now_time.tm_min; 
        cout << "分"<<now_time.tm_sec << "秒"<<endl;
		place = 0;
		sem_post(&S);
	}
	return NULL;
}

void* D(void* arg) {
	int t;
	while (1) {
		int n;
		t = gettime();
		if ((t - ti) > 1)break;
		sem_wait(&Even);
		cout << "D:" << place << " " << now_time.tm_min;
        cout << "分"<<now_time.tm_sec << "秒"<<endl;
		place = 0;
		sem_post(&S);
	}
	return NULL;
}

int main(int args, char* argv[]) {
	ti = gettime();
	sem_init(&S, 0, 1);
	sem_init(&Odd, 0, 0);
	sem_init(&Even, 0, 0);
	srand((unsigned int)time(NULL));
	pthread_t tA,tB,tC,tD;
	pthread_create(&tA, NULL, A, NULL);
	pthread_create(&tB, NULL, B, NULL);
	pthread_create(&tC, NULL, C, NULL);
	pthread_create(&tD, NULL, D, NULL);
	pthread_join(tA, NULL);
	pthread_join(tB, NULL);
	pthread_join(tC, NULL);
	pthread_join(tD, NULL);
}

这里的gettime（）函数用的是<time.h>，各位可以根据自己需要去拼凑合适的时间，我的仅供参考：

int gettime() {
   time_t time_seconds = time(0);
   localtime_s(&now_time,&time_seconds);
   return now_time.tm_min*60+ now_time.tm_sec;
}

得到的输出结果如下（部分，因为源程序输出太长了）

以上，谢谢阅读，感谢你的时间。