伍佰目录 短网址
  当前位置:海洋目录网 » 站长资讯 » 教育考试 » 文章详细 订阅RssFeed

C++11多线程编程(五)——生产消费者模型之条件变量

来源:本站原创 浏览:75次 时间:2023-01-03

当某个线程持有这把锁的时候(就是所谓的加锁),那么这个线程是独占所有的资源,这里的资源指的是执行的权限,其他要抢夺资源的线程都不得不等待。在很多情况下,这都容易适用,但是有些情况下,却会产生一些异常情况。

在生产消费者模型当中,肯定都会用到互斥锁的机制的,当生产者往队列中放数据的瞬间,消费者是不能取数据的,那这时候可能会碰见一个问题,如果生成者因为某些原因,放数据过慢,但是消费者取数据很快,当队列中没有数据了,消费者还去取的话,就会发生异常情况。有些人可能会说,加个条件判断一下队列是否为空不就可以了。

这个肯定是当然可以的,但是在队列依旧没有数据的这一段时间,是要不断的循环判断这个条件,CPU肯定是会飙升的,浪费了很多不必要的资源。

这时候我们设想,能否设计这样的一种机制,如果在队列没有数据的时候,消费者线程能一直阻塞在那里,等待着别人给它唤醒,在生产者往队列中放入数据的时候通知一下这个等待线程,唤醒它,告诉它可以来取数据了。

于是多线程中的条件变量就横空出世!

条件变量是多线程数据同步的一种操作,不管是用哪种框架,哪种语言实现多线程的功能,条件变量都是不得不考虑的一种情况。C++中提供了#include <condition_variable>头文件,里面就包含了条件变量的相关类。其中有两个非常重要的接口,wait()和notify_one(),wait()可以让线程陷入休眠状态,意思就是不干活了,notify_one()就是唤醒真正休眠状态的线程,开始干活了。当然还有notify_all()这个接口,顾名思义,就是通知所有正在等待的线程,起来干活了。

以下是代码的实现部分

#include <iostream>#include <deque>#include <thread>#include <mutex>#include <condition_variable>using namespace std; deque<int> q;mutex mt;condition_variable cond; void thread_producer(){    int count = 10;    while (count > 0)    {        unique_lock<mutex> unique(mt);        q.push_front(count);        unique.unlock();        cout << "producer a value: " << count << endl;        cond.notify_one();        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));        count--;    }} void thread_consumer(){    int data = 0;    while (data != 1)    {        unique_lock<mutex> unique(mt);        while (q.empty())            cond.wait(unique);        data = q.back();        q.pop_back();        cout << "consumer a value: " << data << endl;        unique.unlock();    }} int main(){    thread t1(thread_consumer);    thread t2(thread_producer);    t1.join();    t2.join();    return 0;}


生产者:首先生产者利用unique_lock来加锁,然后将生产的数据放入队列,打印,解锁,一旦解锁之后,消费者获得了执行机会。

消费者:另一方面消费者就会通过unique_lock获得控制权,也就是获得锁,然后判断队列为空的话就一直盗用wait()函数阻塞在那里,等待其他线程来唤醒它。而阻塞该线程时,该函数会自动解锁,允许其他线程执行。

生产者:再次回到生产者这里,生产者线程利用利用条件变量cond.notify_one()来通知阻塞的线程起来干活了。

消费者:阻塞在那里的消费者线程一旦得到notify唤醒,该函数取消阻塞并获取锁,然后取出队列中的数据,并打印,最后解锁。

生产者:再次回到生产者,然后生产者休眠1秒,这里休眠是为了模拟生产者生产慢的情况,实际开发的时候不要去休眠。最后减一,进入下一次生产。

以上就是利用条件变量来实现生产消费者模型,这个会大大降低CPU的占有率,当然代价就是编程稍微有点麻烦,但与这优化程序来比,这肯定是值的。

更多精彩内容,请关注同名公众:一点月光(alittle-moon)

相关阅读:

C++11多线程编程(一)——初始多线程C++11多线程编程(二)——互斥锁mutex用法
C++11多线程编程(三)——lock_guard和unique_lockC++11多线程编程(四)——原子操作C++11多线程编程(五)——生产消费者模型之条件变量C++11多线程编程(六)——线程池的实现C++11多线程编程(七)——信号量的实现C++11多线程编程(八)——死锁问题


  推荐站点

  • At-lib分类目录At-lib分类目录

    At-lib网站分类目录汇集全国所有高质量网站,是中国权威的中文网站分类目录,给站长提供免费网址目录提交收录和推荐最新最全的优秀网站大全是名站导航之家

    www.at-lib.cn
  • 中国链接目录中国链接目录

    中国链接目录简称链接目录,是收录优秀网站和淘宝网店的网站分类目录,为您提供优质的网址导航服务,也是网店进行收录推广,站长免费推广网站、加快百度收录、增加友情链接和网站外链的平台。

    www.cnlink.org
  • 35目录网35目录网

    35目录免费收录各类优秀网站,全力打造互动式网站目录,提供网站分类目录检索,关键字搜索功能。欢迎您向35目录推荐、提交优秀网站。

    www.35mulu.com
  • 就要爱网站目录就要爱网站目录

    就要爱网站目录,按主题和类别列出网站。所有提交的网站都经过人工审查,确保质量和无垃圾邮件的结果。

    www.912219.com
  • 伍佰目录伍佰目录

    伍佰网站目录免费收录各类优秀网站,全力打造互动式网站目录,提供网站分类目录检索,关键字搜索功能。欢迎您向伍佰目录推荐、提交优秀网站。

    www.wbwb.net