LinuxにC言語でリングバッファの使い方

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define BUFFER_SIZE 10  // バッファのサイズを定義

// リングバッファの構造体を定義
typedef struct {
    int buffer[BUFFER_SIZE];  // バッファ本体
    size_t writePos;  // 書き込み位置
    size_t readPos;   // 読み取り位置
    pthread_mutex_t mutex;  // ミューテックス
    pthread_cond_t canRead;  // 読み取り可能状態を示す条件変数
    pthread_cond_t canWrite; // 書き込み可能状態を示す条件変数
} RingBuffer;

// プロデューサーのスレッド関数
void* producer(void* arg) {
    RingBuffer* ringBuffer = (RingBuffer*)arg;
    int i;
    for (i = 0; i < 100; ++i) {
        pthread_mutex_lock(&ringBuffer->mutex);  // ミューテックスをロック
        if ((ringBuffer->writePos + 1) % BUFFER_SIZE == ringBuffer->readPos) {
            // バッファが満杯の場合、書き込み可能になるまで待つ
            pthread_cond_wait(&ringBuffer->canWrite, &ringBuffer->mutex);
        }
        // データをバッファに書き込む
        ringBuffer->buffer[ringBuffer->writePos] = i;
        ringBuffer->writePos = (ringBuffer->writePos + 1) % BUFFER_SIZE;
        pthread_cond_signal(&ringBuffer->canRead);  // 読み取り可能状態をシグナル
        pthread_mutex_unlock(&ringBuffer->mutex);  // ミューテックスをアンロック
    }
    return NULL;
}

// コンシューマーのスレッド関数
void* consumer(void* arg) {
    RingBuffer* ringBuffer = (RingBuffer*)arg;
    int i;
    for (i = 0; i < 100; ++i) {
        pthread_mutex_lock(&ringBuffer->mutex);  // ミューテックスをロック
        if (ringBuffer->writePos == ringBuffer->readPos) {
            // バッファが空の場合、読み取り可能になるまで待つ
            pthread_cond_wait(&ringBuffer->canRead, &ringBuffer->mutex);
        }
        // データをバッファから読み取る
        int item = ringBuffer->buffer[ringBuffer->readPos];
        ringBuffer->readPos = (ringBuffer->readPos + 1) % BUFFER_SIZE;
        pthread_cond_signal(&ringBuffer->canWrite);  // 書き込み可能状態をシグナル
        pthread_mutex_unlock(&ringBuffer->mutex);  // ミューテックスをアンロック
        printf("Consumer read: %d\n", item);  // 読み取ったデータを表示
    }
    return NULL;
}

int main() {
    RingBuffer ringBuffer;
    ringBuffer.writePos = 0;  // 書き込み位置を初期化
    ringBuffer.readPos = 0;   // 読み取り位置を初期化
    pthread_mutex_init(&ringBuffer.mutex, NULL);  // ミューテックスを初期化
    pthread_cond_init(&ringBuffer.canRead, NULL);  // 読み取り可能状態を示す条件変数を初期化
    pthread_cond_init(&ringBuffer.canWrite, NULL); // 書き込み可能状態を示す条件変数を初期化

    pthread_t producerThread, consumerThread;
    // プロデューサーとコンシューマーのスレッドを作成
    pthread_create(&producerThread, NULL, producer, &ringBuffer);
    pthread_create(&consumerThread, NULL, consumer, &ringBuffer);

    // スレッドが終了するのを待つ
    pthread_join(producerThread, NULL);
    pthread_join(consumerThread, NULL);

    // ミューテックスと条件変数を破棄
    pthread_mutex_destroy(&ringBuffer.mutex);
    pthread_cond_destroy(&ringBuffer.canRead);
    pthread_cond_destroy(&ringBuffer.canWrite);

    return 0;
}

sudo gcc ringbuffer.c -o ringbuffer

./ringbuffer