C++實現(xiàn)簡單的生產(chǎn)者-消費者隊列詳解

更新時間：2023年04月28日 08:29:19 作者：二次元攻城獅

這篇文章主要為大家詳細介紹了如何利用C++實現(xiàn)一個簡單的生產(chǎn)者-消費者隊列，文中的示例代碼講解詳細，感興趣的小伙伴可以了解一下

本文的代碼都是ChatGPT生成，我只是做了微小的調(diào)整和整合，AI提示詞如下：

設(shè)計一個C++類，支持生產(chǎn)者-消費者模型，可以通過size函數(shù)獲取剩余數(shù)量

可能第一次生成的不一定合適，多刷新幾次。

生成的ProducerConsumerQueue.h代碼如下：

#ifndef PRODUCER_CONSUMER_QUEUE_H
#define PRODUCER_CONSUMER_QUEUE_H

#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

template<typename T>
class ProducerConsumerQueue {
public:
    ProducerConsumerQueue(int size) : m_maxSize(size), m_curSize(0) {}

    void push(T& val) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
        while (m_curSize >= m_maxSize) {
            m_notFull.wait(lock);
        }
        m_queue.push(val);
        ++m_curSize;
        m_notEmpty.notify_one();
    }

    T pop() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
        while (m_curSize <= 0) {
            m_notEmpty.wait(lock);
        }
        T val = m_queue.front();
        m_queue.pop();
        --m_curSize;
        m_notFull.notify_one();
        return val;
    }

    int size() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
        return m_curSize;
    }

private:
    std::queue<T> m_queue;
    int m_maxSize;
    int m_curSize;
    std::mutex m_mutex;
    std::condition_variable m_notEmpty;
    std::condition_variable m_notFull;
};

#endif //PRODUCER_CONSUMER_QUEUE_H

在上面的代碼中，我們定義了一個ProducerConsumerQueue類:

ProducerConsumerQueue類有最大容量和當(dāng)前容量兩個屬性，使用std::queue<int>存儲數(shù)據(jù)，使用std::mutex保證線程安全，使用std::condition_variable實現(xiàn)線程同步。
在push函數(shù)中，如果當(dāng)前容量已滿，等待消費者消費；否則插入數(shù)據(jù)，當(dāng)前容量加1，通知消費者。
在pop函數(shù)中，如果當(dāng)前容量為0，等待生產(chǎn)者生產(chǎn)；否則取出數(shù)據(jù)，當(dāng)前容量減1，通知生產(chǎn)者。
在size函數(shù)中，使用std::unique_lockstd::mutex保證線程安全，獲取當(dāng)前容量并返回。

測試示例代碼如下：

#include <iostream>
#include "ProducerConsumerQueue.h"
int main() {
    ProducerConsumerQueue<int> queue(2);
    // 生產(chǎn)者線程
    std::thread producer([&queue] {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            queue.push(i);
        }
        });
    // 消費者線程
    std::thread consumer([&queue] {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            int value = queue.pop();
            std::cout << "Consumed " << value << std::endl;
            std::cout << queue.size() << std::endl;
        }
        });
    producer.join();
    consumer.join();
}

到此這篇關(guān)于C++實現(xiàn)簡單的生產(chǎn)者-消費者隊列詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++生產(chǎn)者消費者隊列內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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