c++11多线程生产者-消费者模型/条件变量condition_variable

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-23 14:57 288阅读 0赞

1.生产者消费者模型:

在工作中，大家可能会碰到这样一种情况：某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理（此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等）。产生数据的

模块，就形象地称为生产者；而处理数据的模块，就称为消费者。在生产者与消费者之间在加个缓冲区，我们形象的称之为仓库，生产者负责往仓库了进商品，而消费者负责从

仓库里拿商品，这就构成了生产者消费者模式。结构图如下：

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2 c++11条件变量：

std::condition\_variable 是为了解决死锁而生的。当互斥操作不够用而引入的。比如，线程可能需要等待某个条件为真才能继续执行，而一个忙等待循环中可能会导致所有其他线程都无法进入临界区使得条件为真时，就会发生死锁。所以，condition\_variable实例被创建出现主要就是用于唤醒等待线程从而避免死锁。std::condition\_variable的 notify\_one()用于唤醒一个线程；notify\_all() 则是通知所有线程。

**下例中我们通过队列来模拟缓冲区实现生产者消费者模型：**

#include<condition_variable>
    #include<mutex>
    #include<thread>
    #include<iostream>
    #include<queue>
    #include<chrono>
    
    int main(){
    	std::queue<int>products;          //产品队列
    
    	std::mutex m;
    	std::condition_variable cond_var; //条件变量
    	bool notifid = false;             //通知标志
    	bool done = false;                //消费者进程结束标志
    
    	std::thread producter( [&](){     //捕获互斥锁
    
    		for(int i=1; i<10; ++i){
    			std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); //等待1S
    
    			std::unique_lock<std::mutex>lock(m);        //创建互斥量 保证下列操作不被打断
    			std::cout<<"producting "<<i<<std::endl;
    			products.push(i);
    			notifid = true;                             
    			cond_var.notify_one();						//通知另一线程
    		}
    		done = true;                      //生产结束
    		cond_var.notify_one();
    	});
    
    
    	std::thread consumer( [&](){
    		while(!done){
    			std::unique_lock<std::mutex>lock(m);
    			while(!notifid){
    				cond_var.wait(lock);             //通过调用 互斥量 来等待 条件变量
    			}
    			while(!products.empty()){
    				std::cout<<"consumer "<<products.front()<<std::endl;
    				products.pop();
    			}
    			notifid = false;
    		}
    	});
    	producter.join();
    	consumer.join();
    	return 0;
    }

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