之前在閱讀PCI 和PCIe spec中老是能看到 producer and consumer model，一知半解的，具體細節也沒有去研究了。以為不甚重要，可以暫時先略過，也不會影響后續的對協議的學習和研究。 后來，又在操作系統的進程概念中有看到類似的概念。最后決定，還是去學習一下相關理論吧。

在網絡上找到一些文章，以下是一篇轉載：

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今天打算來介紹一下“生產者／消費者模式”，這玩意兒在很多開發領域都能派上用場。由于該模式很重要，打算分幾個帖子來介紹。今天這個帖子先來掃盲一把。如果你對這個模式已經比較了解，請跳過本掃盲帖，直接看下一個帖子（關于該模式的具體應用）?。
　　看到這里，可能有同學心中犯嘀咕了：在四人幫（GOF）的23種模式里面似乎沒聽說過這種嘛！其實GOF那經典的23種模式主要是基于OO的（從書名《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》就可以看出來）。而Pattern實際上即可以是OO的Pattern，也可以是非OO的Pattern的。

　　★簡介?
　　言歸正傳！在實際的軟件開發過程中，經常會碰到如下場景：某個模塊負責產生數據，這些數據由另一個模塊來負責處理（此處的模塊?是廣義的，可以是類、函數、線程、進程等）。產生數據的模塊，就形象地稱為生產者?；而處理數據的模塊，就稱為消費者?。
　　單單抽象出生產者和消費者，還夠不上是生產者／消費者模式。該模式還需要有一個緩沖區處于生產者和消費者之間，作為一個中介。生產者把數據放入緩沖區，而消費者從緩沖區取出數據。大概的結構如下圖。

　　為了不至于太抽象，我們舉一個寄信的例子（雖說這年頭寄信已經不時興，但這個例子還是比較貼切的）。假設你要寄一封平信，大致過程如下：
　　1、你把信寫好——相當于生產者制造數據
　　2、你把信放入郵筒——相當于生產者把數據放入緩沖區
　　3、郵遞員把信從郵筒取出——相當于消費者把數據取出緩沖區
　　4、郵遞員把信拿去郵局做相應的處理——相當于消費者處理數據

　　★優點?
　　可能有同學會問了：這個緩沖區有什么用捏？為什么不讓生產者直接調用消費者的某個函數，直接把數據傳遞過去？搞出這么一個緩沖區作甚？
　　其實這里面是大有講究的，大概有如下一些好處。
　　◇解耦
　　假設生產者和消費者分別是兩個類。如果讓生產者直接調用消費者的某個方法，那么生產者對于消費者就會產生依賴（也就是耦合）。將來如果消費者的代碼發生變化，可能會影響到生產者。而如果兩者都依賴于某個緩沖區，兩者之間不直接依賴，耦合也就相應降低了。
　　接著上述的例子，如果不使用郵筒（也就是緩沖區），你必須得把信直接交給郵遞員。有同學會說，直接給郵遞員不是挺簡單的嘛？其實不簡單，你必須得認識誰是郵遞員，才能把信給他（光憑身上穿的制服，萬一有人假冒，就慘了）。這就產生和你和郵遞員之間的依賴（相當于生產者和消費者的強?耦合）。萬一哪天郵遞員換人了，你還要重新認識一下（相當于消費者變化導致修改生產者代碼）。而郵筒相對來說比較固定，你依賴它的成本就比較低（相當于和緩沖區之間的弱?耦合）。
　　◇支持并發（concurrency）
　　生產者直接調用消費者的某個方法，還有另一個弊端。由于函數調用是同步的（或者叫阻塞的），在消費者的方法沒有返回之前，生產者只好一直等在那邊。萬一消費者處理數據很慢，生產者就會白白糟蹋大好時光。
　　使用了生產者／消費者模式之后，生產者和消費者可以是兩個獨立的并發主體（常見并發類型有進程和線程兩種，后面的帖子會講兩種并發類型下的應用）。生產者把制造出來的數據往緩沖區一丟，就可以再去生產下一個數據。基本上不用依賴消費者的處理速度。
　　其實當初這個模式，主要就是用來處理并發問題的。
　　從寄信的例子來看。如果沒有郵筒，你得拿著信傻站在路口等郵遞員過來收（相當于生產者阻塞）；又或者郵遞員得挨家挨戶問，誰要寄信（相當于消費者輪詢）。不管是哪種方法，都挺土的。
　　◇支持忙閑不均
　　緩沖區還有另一個好處。如果制造數據的速度時快時慢，緩沖區的好處就體現出來了。當數據制造快的時候，消費者來不及處理，未處理的數據可以暫時存在緩沖區中。等生產者的制造速度慢下來，消費者再慢慢處理掉。
　　為了充分復用，我們再拿寄信的例子來說事。假設郵遞員一次只能帶走1000封信。萬一某次碰上情人節（也可能是圣誕節）送賀卡，需要寄出去的信超過1000封，這時候郵筒這個緩沖區就派上用場了。郵遞員把來不及帶走的信暫存在郵筒中，等下次過來時再拿走。
　　費了這么多口水，希望原先不太了解生產者／消費者模式的同學能夠明白它是怎么一回事。然后在下一個帖子中，我們來說說如何確定數據單元?。

　　另外，為了方便閱讀，把本系列帖子的目錄整理如下：
　　1、如何確定數據單元?
　　2、隊列緩沖區?
　　3、環形緩沖區?
　　4、雙緩沖區?
　　5、......

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版權聲明?
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http://program-think.blogspot.com/2009/03/producer-consumer-pattern-0-overview.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的关于生产者与消费者模型的概念的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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