C++生产消费队列实现 |21xrx.com

C++生产消费队列实现

2023-06-22 08:29:19 深夜i -- --

C++ 生产消费队列实现

生产消费队列是一种重要的数据结构，它常用于多线程编程中，其中生产者线程向队列中生产数据，而消费者线程从队列中消费数据。在多线程环境下，生产消费队列的实现需要考虑线程竞争问题，以保证数据的正确性和可靠性。本文将介绍C++语言中的生产消费队列实现方法。

C++语言中提供了std::queue 类模板作为队列的基础实现。它提供了push()和pop()等接口，用于生产和消费队列中的数据。但是，std::queue 并不是线程安全的。如果在多线程环境下使用它，可能会导致数据竞争和线程安全问题。因此，我们需要对std::queue 进行封装，以实现线程安全的生产消费队列。

下面是C++实现生产消费队列的示例代码：


#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
template<typename T>
class ThreadSafeQueue {
public:
  ThreadSafeQueue() {}
  
  void push(T t) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
    m_queue.push(t);
    m_notEmpty.notify_one();
  }
  
  T pop() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
    m_notEmpty.wait(lock, [this](){ return !m_queue.empty(); });
    T t = m_queue.front();
    m_queue.pop();
    return t;
  }
  
private:
  std::queue<T> m_queue;
  std::mutex m_mutex;
  std::condition_variable m_notEmpty;
};

上述代码中，ThreadSafeQueue类基于std::queue 进行了封装。它包括了一个私有的std::queue 类型的对象m_queue，一个std::mutex类型的成员变量m_mutex，以及一个std::condition_variable类型的成员变量m_notEmpty。其中，m_mutex用于互斥保护队列m_queue的访问，m_notEmpty用于等待和通知其他线程。

类中的push()函数实现了生产者向队列中生产数据的功能。它首先获取互斥锁m_mutex，然后将数据t添加到队列m_queue的尾部，并通过调用成员函数m_notEmpty.notify_one()向等待的消费者线程发送通知。注意，这里一定要先添加数据再发送通知，否则可能导致数据丢失或者死锁等情况。

类中的pop()函数实现了消费者从队列中消费数据的功能。它首先获取互斥锁m_mutex，然后调用成员函数m_notEmpty.wait()等待队列m_queue中有数据可供消费。这里采用了Lambda表达式进行等待条件的检查，等价于：


  bool pred() { return !m_queue.empty(); }
  m_notEmpty.wait(lock, pred);

当等待条件满足时，pop()函数将从队列m_queue的头部取出一个数据t，并将其从队列中移除。最后，它返回取出的数据t，并释放互斥锁m_mutex。

以上是C++实现生产消费队列的示例代码。在实际应用中，我们还需要进行更多的优化和调试，以确保线程安全的同时，保证队列的性能和可靠性。但是，本文提供的示例代码可以作为一个基础框架，供初学者参考和学习。

上一篇: idea打包java可执行jar包

下一篇: 解决devc++编译后源代码变黑色问题

评论区

()

相似文章