###### tags: `prir` `studia`

# Problem producenta i konsumenta

## Zarys problemu

Zadania dzielimy na dwie grupy

### Producenci
produkują dane do przetworzenia

### Konsumenci
przetwarzają wyprodukowane dane

> Najprostszy wariant opiera się na jednym Producencie oraz jednym Konsumencie. Gdy tylko Producent przygotuje dane, wysyła je do Konsumenta, a ten je przetwarza.

## Rozwiązanie synchroniczne
**Konsument nie jest gotowy na przyjęcie danych** = Producent czeka
**Producent nie przygotował danych** = Konsument czeka

## Rozwiązanie asynchroniczne
Zastosujemy **bufor**, gdzie Producent wstawia dane, a Konsument odczytuje.

### Rodzaje bufora
- ograniczony
- nieograniczony

## Rozwiązanie z użyciem bufora nieograniczonego i semafora ogólnego

T bufor[infinity]
Semaphore sa_dane = (0, {})

-> PRODUCENT:
int prodIndex = 0;
loop infinity {
    T dane = Produkuj()
    bufor[prodIndex] = dane
    ++prodIndex;
    signal(sa_dane);
}
    
-> KONSUMENT:
int consIndex = 0;
loop infinity {
    wait(sa_dane)
    T dane = bufor[consIndex]
    ++consIndex
    Konsumuj(dane)
}

## Rozwiązanie z użyciem bufora ograniczonego

T bufor[0..n-1]
Semaphore sa_dane = (0, {})
Semaphore jest_miejsce = (n, {})

-> PRODUCENT:
int prodIndex = 0;
loop infinity {
    T dane = Produkuj();
    wait(jest_miejsce)
    bufor[prodIndex] = dane
    prodIndex = (prodIndex+1)%n
    signal(sa_dane)
}

-> KONSUMENT:
int consIndex = 0;
loop infinity {
    wait(sa_dane)
    T dane = bufor[consIndex]
    consIndex = (consIndex+1)%n
    signal(jest_miejsce)
    Konsumuj(dane)
}

### Rozwiązanie z użyciem bufora ograniczonego oraz monitora

monitor ProducentKonsument {
    T bufor[0..n-1];
    int prodIndex=0, consIndex=0, licznik=0;
    Condition sa_dane, jest_miejsce;
    
    void wstaw(T dane) {
        if (licznik==n) wait(jest_miejsce)
        bufor[prodIndex] = dane;
        prodIndex = (prodIndex+1)%n
        ++licznik
        signal(sa_dane)
    }
    
    T pobierz() {
        if (licznik==0) wait(sa_dane)
        T dane = bufor[consIndex];
        consIndex = (consIndex+1)%n
        --licznik
        signal(jest_miejsce)
        return dane
    }
}

// tworzymy monitor
ProducentKonsument m

-> PRODUCENT
loop infinity {
    T dane = Produkuj();
    m.wstaw(dane)
}

-> KONSUMENT
loop infinity {
    T dane = m.pobierz()
    Konsumuj(dane)
}

### Rozwiązanie z użyciem przestrzeni krotek i nieograniczonego bufora

-> PRODUCENT
T dane
int licznik=0

loop forever {
    dane = produkuj()
    postnote('b', licznik, dane)
    licznik++
}


-> KONSUMENT
T dane
int licznik=0

loop forever {
    removenote('b', licznik=, dane)
    konsumuj(dane)
    licznik++
}

### Rozwiązanie z użyciem przestrzeni krotek i ograniczonego bufora

T bufor[0..n-1]
Semaphore jest_miejsce = (n, {})

-> PRODUCENT
T dane
int licznik=0

loop forever {
    dane = produkuj
    wait(jest_miejsce)
    postnote('b', licznik, dane)
    licznik = (licznik+1)%n
}

-> KONSUMENT
T dane
int licznik=0

loop forever {
    removenote('b', licznik=, dane)
    licznik = (licznik+1)%n
    konsumuj(dane)
}