C++實現生產者消費者隊列

• 分析
• 程序
• • 隊列的類
  • 生產者邏輯
  • 消費者邏輯
  • 主函數
• 結果分析
• 源碼地址

分析

首先，我們的生產者與消費者隊列需要滿足同步與互斥關系，就需要一把互斥鎖，以及生產者與消費者各自的條件變量。
其次，我們可以利用C++中STL里的queue隊列來進行實現，但是我們需要對push，pop進行修改，因為STL庫的函數不一定能滿足互斥條件。也就是不一定安全。
最后，所有資源在程序結束后一定要記得釋放，否則會出現內存泄漏的風險。

程序

隊列的類

/thread safe queue class BlockQueue { public:BlockQueue(size_t Capacity = CAPACITY){_Capacity = Capacity;pthread_mutex_init(&_Lock, NULL);pthread_cond_init(&_ConsumeCond, NULL);pthread_cond_init(&_ProductCond, NULL);}//push == Producer void Push(int& Data){pthread_mutex_lock(&_Lock);//判斷隊列有沒有滿 while(IsFull()){pthread_cond_wait(&_ProductCond,&_Lock);}_Queue.push(Data);pthread_mutex_unlock(&_Lock);pthread_cond_signal(&_ConsumeCond);}//pop == consumervoid Pop(int* Data){pthread_mutex_lock(&_Lock);//判斷隊列有沒有空 while(_Queue.empty()){pthread_cond_wait(&_ConsumeCond, &_Lock); } *Data = _Queue.front();_Queue.pop();pthread_mutex_unlock(&_Lock);pthread_cond_signal(&_ProductCond);}~BlockQueue(){pthread_mutex_destroy(&_Lock);pthread_cond_destroy(&_ConsumeCond);pthread_cond_destroy(&_ProductCond);} private:bool IsFull(){if(_Queue.size() == _Capacity)return true;return false;} private:queue<int> _Queue;size_t _Capacity; // queue max capacity //互斥pthread_mutex_t _Lock;//mutex//同步 pthread_cond_t _ConsumeCond; // consume cond pthread_cond_t _ProductCond; // product _ProductCond };

生產者邏輯

void* Producter_start(void* arg) {BlockQueue* que = (BlockQueue*)arg;int resource = 1;while(1){que->Push(resource);resource++;printf("\n\n@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@\n");printf("Producter_thread : [%p]\n",pthread_self());printf("i product resource [%d]\n",resource - 1);printf("@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@\n");}return NULL;}

消費者邏輯

void* Consumer_start(void* arg) {BlockQueue* que = (BlockQueue*)arg;while(1){int Data;que->Pop(&Data);printf("\n\n######################################\n");printf("Consumer_thread : [%p]\n", pthread_self());printf("i consume resource [%d]\n", Data);printf("######################################\n");}return NULL; }

主函數

int main() {BlockQueue* que = new BlockQueue();pthread_t com_tid[THREADCOUNT], pro_tid[THREADCOUNT];int ret = 0;for(int i = 0; i < THREADCOUNT; i++){ret = pthread_create(&com_tid[i],NULL,Consumer_start,(void*)que);if(ret < 0){perror("pthread_create Consumer error");return 0;}ret = pthread_create(&pro_tid[i],NULL,Producter_start,(void*)que);if(ret < 0){perror("pthread_create Producter error");}}//thread wait for(int i = 0; i < THREADCOUNT; i++){pthread_join(com_tid[i],NULL);pthread_join(pro_tid[i],NULL);}//防止內存泄漏 delete que;que = NULL;return 0; }

結果分析

我們發現最后的結果中，有一部分生產者與消費者信息的打印好像不是那么規范，但實際上他們都是合理的訪問臨界資源的。

因為線程之間的搶占式執行，使得每一個線程只能擁有一個CPU資源一小會，然后就需要讓出CPU資源給其他線程。然后就會出現上圖所示的執行邏輯。

源碼地址

https://github.com/duchenlong/linux-text/blob/master/thread/threadqueue.cpp

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++实现生产者消费者队列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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