问题描述

1. 本问题只针对单个生产者进程和单个消费者进程的问题进行讨论。
2. 生产者进程和消费者进程之间通过共享内存的方式进行IPC通信。
3. 环形缓冲区存放在共享内存中，并且环形缓冲区中环形缓冲单元的个数为 2^N 个（N为大于1的正整数），环形缓冲区的数据结构定义为：

    #define RING_BUFFER_SIZE N
       
    struct RingBuffer{
        int w_pos; //环形缓冲区写入位置值
        int r_pos; //环形缓冲区读取位置值
        data_block data[(1<<N)]; //data_block 是环形缓冲区中所存放的数据单元的类型
    }
   

   在创建环形缓冲区之后，RingBuffer 结构体中的成员w_pos和r_pos都被初始化为 0。

4. 判断环形缓冲区是否为空的伪代码：

    if((w_pos - r_pos) == 0)
        //判断语句为真，RingBuffer 为空
   

5. 判断环形缓冲区是否为满的伪代码：

    if((w_pos - r_pos)%(1<<(N+1)) == (1<<N))
        //判断语句为真，RingBuffer 为满
   

6. 生产者进程中的处理逻辑伪代码：

    while(1)
    {
        if((w_pos - r_pos)%(1<<(N+1)) == (1<<N)) //缓冲区满了
        {
            sleep(1);
            continue;
        }
       
        //否则，则将数据填入到环形缓冲区中空闲的单元中
        data[w_pos%(1<<N)] = some_data; //将需要写入的数据写入到指定的环形缓冲区单元中
           
        w_pos++; //将写入位置向前移动
    }
   

7. 消费者进程中的处理逻辑伪代码：

    while(1)
    {
        if((w_pos - r_pos) == 0)) //缓冲区为空
        {
            sleep(1);
            continue;
        }
       
        //否则，从环形缓冲区中读取数据出来进行处理
        process(data[r_pos%(1<<N)]); //process() 函数只是对读取到的数据进行一个处理
           
        r_pos++; //将读取位置向前移动
    }
   

   疑惑？

   如果按照上面提出的条件和处理逻辑，当生产者进程和消费者进程同时运行时，如果不加互斥锁，上面代码是否会出现Bug，或者不确定的状态？

而且我想了很多遍生产者和消费者的处理逻辑，他们只会在最后执行语句 w_pos++ 和 r_pos++ 时改变两个进程都共享的值，虽然 w_pos++ 和 r_pos++ 的操作不是原子操作的，但是好像是不是原子操作都不会对结果产生影响，我就是在这里思考不清楚！不知道大家对此有什么看法呢？能否举出特殊的栗子来描述一下。