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使用C++实现生产者消费者模型

2023-06-27 13:04:48 深夜i -- --

C++ 生产者消费者队列线程安全

生产者消费者模型是一种经典的并发编程模型，常用于解决多线程数据共享和同步问题。在这个模型中，生产者不断地生成数据并放入共享的队列中，消费者则从队列中取出数据进行处理。为了保证数据的安全性，需要对队列进行同步和互斥。

在C++中，可以使用标准库中的线程和同步库来实现生产者消费者模型。下面提供一个简单的实现示例：

#include

using namespace std;

queue data; //共享队列

mutex mtx; //互斥锁

condition_variable cv; //条件变量

const int MAX_SIZE = 10; //队列最大容量

//生产者线程函数

void producer() {

while (true) {

unique_lock ul(mtx);

//等待队列不满

cv.wait(ul, []{ return data.size() < MAX_SIZE; });

//生产数据并加入队列

int dat = rand() % 100;

data.push(dat);

cout << "[+] Produced " << dat << endl;

//唤醒一个消费者线程

cv.notify_one();

}

//消费者线程函数

void consumer() {

while (true) {

unique_lock ul(mtx);

//等待队列不空

cv.wait(ul, []{ return !data.empty(); });

//取出数据并处理

int dat = data.front();

data.pop();

cout << "[-] Consumed " << dat << endl;

//唤醒一个生产者线程

cv.notify_one();

}

int main() {

//创建多个生产者和消费者线程

thread p1(producer);

thread p2(producer);

thread c1(consumer);

thread c2(consumer);

//等待所有线程结束

p1.join();

p2.join();

c1.join();

c2.join();

return 0;

}

在上述代码中，使用了互斥锁和条件变量来保证队列的同步和互斥。生产者在加入数据时会等待队列不满并唤醒一个消费者线程，消费者在取出数据时会等待队列不空并唤醒一个生产者线程。通过使用多个生产者和消费者线程，可以更好地利用系统资源和提高效率。

总结起来，生产者消费者模型是多线程编程中的常见模型之一，可以用于解决线程间数据共享和同步问题。在C++中，通过使用标准库中的线程和同步库，可以相对容易地实现一个简单的生产者消费者模型。

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