C++多线程编程（第三章案例2，条件变量，生产者-消费者模型）

news2024/10/6 14:30:05

- 1、condition_variable
- - 1.1、生产者消费者模型
  - 1.2、改变共享变量的线程步骤
  - 1.3、等待信号读取共享变量的线程步骤
  - - 1.3.1、获得改变共享变量线程共同的mutex
    - 1.3.2、wait()等待信号通知
    - - 1.3.2.1、无lambda表达式
      - 1.3.2.2 lambda表达式
  - 样例代码

1、condition_variable

等待中，增加了时延和开销，用条件变量就很快及时处理

1.1、生产者消费者模型

生产者和消费者共享资源变量（list队列）；
生产者生产一个产品，通知消费者消费；
消费者阻塞等待信号，获取信号后消费产品（取出list队列中数据）

1.2、改变共享变量的线程步骤

准备好信号量

std::condition_variable cv;

1、获取std::mutex(常用std::unique_lock)

unique_lock lock(mux);

2、在获取锁时进行修改；

msgs_.push_back(data);

3、释放锁并通知读取线程

lock.unlock();
cv.notify_one();//通知一个等待信号线程
cv.notify_all;//通知所有等待信号线程

1.3、等待信号读取共享变量的线程步骤

1.3.1、获得改变共享变量线程共同的mutex

unique_lock lock(mux);

1.3.2、wait()等待信号通知

1.3.2.1、无lambda表达式

//解锁lock,并阻塞等待notify_one notify_all 通知
cv.wait(lock);

//接收到通知会再次获取锁标注，也就是说如果此时mux资源被占用，wait函数会阻塞
msgs_front();
//处理数据
msgs_pop_front();

1.3.2.2 lambda表达式

cv.wait(lock,[]{return !msgs_empty();})

只在std::unique_lockstd::mutex上工作的std::condition_variable

在这里插入图片描述

样例代码

#include <thread>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <list>
#include <string>
#include <sstream>

using namespace std;
list<string> msgs_;
mutex mux;
condition_variable cv;//条件变量

void ThreadWrite()
{
	for (int i = 0;;i++)
	{
		stringstream ss;
		ss << "Write msg " << i;

		unique_lock<mutex> lock(mux);

		msgs_.push_back(ss.str());
		lock.unlock();//解锁
		cv.notify_one();//通知一个

		this_thread::sleep_for(1ms);
	}
}
void ThreadRead(int i)
{
	for (;;)
	{
		cout << "Read msg" << endl;
		unique_lock<mutex> lock(mux);
		cv.wait(lock);//解锁、阻塞等待信号

		mambda表达式方式
		//cv.wait(lock, [i]
		//{
		//	cout << i << " wait" << endl;//特别这句话在啥时候会进入，调用多少次，搞不清楚就用上面cv.wait更简单
		//	//return true;//只要返回true,wait就不会阻塞
		//	return !msgs_.empty();
		//	
		//	});

		//获取信号后锁定
		while (!msgs_.empty())
		{

			cout << i << "read " << msgs_.front() << endl;
			msgs_.pop_front();
		}
		if (msgs_.empty()) return;
	}
}

int main()
{

	thread th(ThreadWrite);
	th.detach();
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{//读取线程
		thread th2(ThreadRead,i+1);
		th2.detach();
	}

	getchar();
	return 0;
}