C++实现简单的生产者-消费者队列详解

2023-05-18 05:05:03 简单生产者

本文的代码都是ChatGPT生成，我只是做了微小的调整和整合，ai提示词如下：

设计一个c++类，支持生产者-消费者模型，可以通过size函数获取剩余数量

可能第一次生成的不一定合适，多刷新几次。

生成的ProducerConsumerQueue.h代码如下：

#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

在上面的代码中，我们定义了一个ProducerConsumerQueue类:

ProducerConsumerQueue类有最大容量和当前容量两个属性，使用std::queue<int>存储数据，使用std::mutex保证线程安全，使用std::condition_variable实现线程同步。
在push函数中，如果当前容量已满，等待消费者消费；否则插入数据，当前容量加1，通知消费者。
在pop函数中，如果当前容量为0，等待生产者生产；否则取出数据，当前容量减1，通知生产者。
在size函数中，使用std::unique_lockstd::mutex保证线程安全，获取当前容量并返回。

测试示例代码如下：

#include <iOStream>
#include "ProducerConsumerQueue.h"
int main() {
    ProducerConsumerQueue<int> queue(2);
    // 生产者线程
    std::thread producer([&queue] {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            queue.push(i);
        }
        });
    // 消费者线程
    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();
}

到此这篇关于C++实现简单的生产者-消费者队列详解的文章就介绍到这了,更多相关C++生产者消费者队列内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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