[問題] semaphore使用的問題

[Zoxge (Zoxge)]

開發平台(Platform): (Ex: Win10, Linux, ...) 
Linux

編譯器(Ex: GCC, clang, VC++...)+目標環境(跟開發平台不同的話需列出)
GCC

問題(Question)：
小弟是使用thread的新手，想練習一下semaphore的使用
下面連結的程式碼

開兩個thread，分別跑producer和consumer兩支function
Buffer是一個stack架構
producer: 將Buffer的top位置填值，並將stack的top位置往上加
consumer: 將Buffer的top位置填值為0，並將stack的top位置往下減

producer第一次填值為1，每次填值都會是上一次的值+1，直到值加到10000，
兩個thread就呼叫 pthread_exit(NULL); 離開，然後程式結束。

因為Buffer的空間有1000格，使用兩個semaphore變數: empty與full
producer進入，會將empty-1、full+1，就是放一個東西進Buffer的意思
consumer進入，會將empty+1、full-1，就是從Buffer拿走一個東西的意思

想請問一下
1.Buffer有1000格，一開始都沒有放東西，所以對empty與full init的方法是對的嗎？
  sem_init(&empty, 0, 1000);
  sem_init(&full, 0, 0);

2.我也好奇，sem_wait 和 sem_post 要怎麼知道Buffer有1000格呢？
  要如何讓程式知道empty=1000表示Buffer是全空，full=1000表示Buffer是全滿呢？

3.另外小弟的code邏輯上是否有什麼錯誤嗎？

謝謝


程式碼(Code)：(請善用置底文網頁, 記得排版，禁止使用圖檔) 
https://ideone.com/MyhKC7 (new)
https://ideone.com/xv22NM (old)


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.192.95.44
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_and_CPP/M.1526558837.A.907.html
※ 編輯: Zoxge (123.192.95.44), 05/17/2018 20:09:30
→ Caesar08: top與iNum有data race喔，麻煩用mutex或atomic之類的
→ djshen: 你有跑過嗎
→ Zoxge: 有跑過喔  請問哪裡有問題呢？
→ Zoxge: 我有用mutex保護   pthread_mutex_lock( &mutex1 );
→ Zoxge: 請問會有race的原因是哪裡呢？
推 cphe: 看起來怪怪的，你的semaphore 定為1000和0就已經定義了buffe
→ cphe: r的上下限，為何還要各自一個迴圈做判斷是否為空或滿
→ cphe: 一樓指的是你mutex外面有用到shared variable沒包到，你取
→ cphe: 到的值有可能不正確
※ 編輯: Zoxge (123.192.95.44), 05/18/2018 22:35:25
→ Zoxge: 感謝提醒，我沒弄清楚semaphore的用法，那迴圈的確是多餘的
→ Zoxge: 另外小弟想到一個問題，當consumer超過一個 (上面new code)
→ Zoxge: 有可能發生多個consumer同時等到 sem_wait( &full ); 成立
→ Zoxge: 但其實Buffer內資源不足的情況
→ Zoxge: 例如producer已經停止產生新資源，而Buffer內只剩1個資源，
※ 編輯: Zoxge (123.192.95.44), 05/18/2018 22:43:08
→ Zoxge: 那就只會有一個consumer能夠跑完，其餘的consumer只能永遠
→ Zoxge: 卡在等 sem_wait( &full ); 成立，這樣code就跑不完了 @@
→ Zoxge: 這種問題該怎麼解決呢？
→ Caesar08: semaphore本來就設計成這樣，所以卡住很正常
→ Caesar08: 要解決這問題，你可以
→ Caesar08: 1.自行做semamphore，專門為這種狀況處理
→ Caesar08: 2.不要用semaphore，改成用mutex，做non-block的query，
→ Caesar08: 不過如果想要持續等待，就要自己spin