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C++生产者消费者代码

2023-07-09 11:28:32 深夜i -- --

C++ 生产者消费者代码

C++生产者消费者代码是一种基于多线程并发处理的程序设计思想，目的是减轻系统负载和提高程序效率。在C++语言中，这种代码是利用线程间的互斥锁、条件变量等同步机制实现的，下面我们来看看具体的实现过程。

首先需要定义两个类：一个生产者类和一个消费者类。然后，在主函数中创建一个生产者线程和一个消费者线程，它们共享一个队列，生产者线程每次向队列中添加一个元素，消费者线程则从队列中取出元素。

生产者类中要实现的方法有：添加元素、获取队列大小、清空队列、判断队列是否为空等。消费者类中要实现的方法有：获取队列大小、取出元素、判断队列是否为空等。

以下是一个简单的C++生产者消费者代码实现示例：


#include <iostream>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <thread>
using namespace std;
mutex mtx; //互斥锁
condtion_variable cv; //条件变量
queue<int> q; //队列
class Producer {
public:
  void produce() {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
      unique_lock<mutex> lock(mtx);
      q.push(i);
      cout << "Producer produing: " << i << endl;
      lock.unlock();
      cv.notify_all();
    }
  }
  int getQueueSize() {
    return q.size();
  }
  void clearQueue() {
    q = queue<int>();
  }
  bool isQueueEmpty() {
    return q.empty();
  }
};
class Consumer {
public:
  void consume() {
    unique_lock<mutex> lock(mtx);
    while (true) {
      cv.wait(lock, [] { return !q.empty(); });
      int item = q.front();
      q.pop();
      cout << "Consumer consuming: " << item << endl;
      lock.unlock();
    }
  }
  int getQueueSize() {
    return q.size();
  }
  bool isQueueEmpty() {
    return q.empty();
  }
};
int main() {
  Producer p;
  Consumer c;
  thread producerThread(&Producer::produce, &p);
  thread consumerThread(&Consumer::consume, &c);
  producerThread.join();
  consumerThread.join();
  return 0;
}

以上代码中，互斥锁mtx用来保护共享队列的操作，条件变量cv用来控制线程的等待和唤醒，q是一个STL队列，存放整型元素。

生产者类Producer中包含四个方法：实现生产、获取队列大小、清空队列和判断队列是否为空。具体来说，produce方法中使用了unique_lock实现了对队列的加锁和解锁，生产完元素后通过条件变量唤醒消费者线程。getQueueSize、clearQueue、isQueueEmpty方法分别用来获取队列大小、清空队列、判断队列是否为空。

消费者类Consumer中包含两个方法：实现消费、判断队列是否为空。consume方法中使用了条件变量的wait实现了等待，当q队列为空时，线程被阻塞，直到生产者线程向队列中添加了元素之后，通过唤醒等待的条件变量执行具体的消费操作。isQueueEmpty方法用来判断队列是否为空。

最后，在主函数中创建了一个生产者线程和一个消费者线程，分别执行生产和消费的操作。

以上就是一个简单的C++生产者消费者代码实现，它充分利用了多线程并发处理的优势，简洁而高效，对于加强程序的性能和可靠性有很大的帮助。

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