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STL的容器不是线程安全的#xff0c;我们经常会有需求要求数据结构线程安全#xff0c;比如写生产者消费者模型的时候#xff0c;就要求队列线程安全。利用std::queue和C线程标准库的一些组件#xff08;mutex#xff0c;condition_variable#xff09;#xff…1 背景
STL的容器不是线程安全的我们经常会有需求要求数据结构线程安全比如写生产者消费者模型的时候就要求队列线程安全。利用std::queue和C线程标准库的一些组件mutexcondition_variable可以写一个线程安全的队列ConcurrenceQueue。
2 思路梳理
需要4个函数
push入队pop出队并返回原来对头的元素如果为队空则阻塞tryPop出队并返回原来对头的元素如果队空返回空使用智能指针作返回类型非阻塞empty返回是否为空实则没啥用多线程条件下判空下一瞬间另一线程就可能push进去东西了。
3 实现代码
#ifndef __CONCURRENCEQUEUE_H__
#define __CONCURRENCEQUEUE_H__
#include mutex
#include condition_variable
#include deque
#include queue
#include memorytemplatetypename DATATYPE, typename SEQUENCE std::dequeDATATYPE
class ConcurrenceQueue
{
public:ConcurrenceQueue() default;ConcurrenceQueue(const ConcurrenceQueue other){std::lock_guardstd::mutex lg(other.m_mutex);m_data other.m_data;}ConcurrenceQueue(ConcurrenceQueue ) delete;ConcurrenceQueue operator (const ConcurrenceQueue ) delete;~ConcurrenceQueue() default;bool empty() const {std::lock_guardstd::mutex lg(m_mutex);return m_data.empty();}void push(const DATATYPE data) {std::lock_guardstd::mutex lg(m_mutex);m_data.push(data);m_cond.notify_one();}void push(DATATYPE data) {std::lock_guardstd::mutex lg(m_mutex);m_data.push(std::move(data));m_cond.notify_one();}std::shared_ptrDATATYPE tryPop() { // 非阻塞std::lock_guardstd::mutex lg(m_mutex);if (m_data.empty()) return {};auto res std::make_sharedDATATYPE(m_data.front());m_data.pop();return res;}std::shared_ptrDATATYPE pop() { // 非阻塞std::unique_lockstd::mutex lg(m_mutex);m_cond.wait(lg, [this] { return !m_data.empty(); });auto res std::make_sharedDATATYPE(std::move(m_data.front()));m_data.pop();return res;}private:std::queueDATATYPE, SEQUENCE m_data;mutable std::mutex m_mutex;std::condition_variable m_cond;
};
#endif 4 测试
全局的
ConcurrenceQueueint g_queue;void producer()
{ for (int i 0; i 100; i) {g_queue.push(i);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));}
}void consumer1()
{while (1) {std::printf([1] ------- %d\n, *g_queue.pop());}
}void consumer2()
{while (1) {auto front g_queue.tryPop();std::printf([2] ------- %d\n, front ? *front : -1);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));}
}
测试 1消费者阻塞式消费
int main ()
{std::thread t1(producer);std::thread t2(consumer1);t1.join();t2.join();return 0;
}
测试 2消费者非阻塞式消费但要sleep轮询
int main ()
{std::thread t1(producer);std::thread t2(consumer2);t1.join();t2.join();return 0;
}
