c++ 多线程经典操作（生成者和消费者模式）

最新推荐文章于 2025-05-01 16:00:30 发布

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签： c++ 开发语言多线程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/future_dreams/article/details/123134914

本文详细介绍了一个使用C++编写的线程池，通过`std::thread`和`std::atomic`实现生产者-消费者模型，展示了如何创建、同步和管理缓存队列。重点讲解了`std::mutex`、`std::condition_variable`在并发控制中的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

全是干货，纯代码！！！！！！！

#include <iostream>
#include <list>
#include <thread>
#include <atomic>
#include <condition_variable>


class CThread
{

public:
    CThread();
    ~CThread();

    /* 生产者 */
    void ProductFunc(const std::string &szMsg); // 生成函数

private: 
    /* 消费者 */
    void ConsunmerThreadFunc(); // 消费线程函数
    std::string PopList(); // 取出队列信息函数

private:
    std::mutex m_Mutex; // 线程锁
    std::atomic_bool m_bThreadRun = false; // 原子布尔型 std::atomic_bool 等价于 sta::atomic<bool>
    std::condition_variable m_ThreadSemaphore; // 线程唤醒条件变量
    std::thread m_WorkThread; // 工作线程对象
    std::list<std::string> m_CacheList; // 缓存队列
};

CThread::CThread()
{
    // 构造函数中开启线程，初始化对象时即开启线程
    m_bThreadRun = true; // 工作状态置为开启
    m_WorkThread = std::thread(&CThread::ConsunmerThreadFunc, this); // std::thread开启线程
}

CThread::~CThread()
{
    // 析构函数中停止线程
    if (m_bThreadRun) // 先判断状态
    {
        m_bThreadRun = false; // 状态置为false
        m_ThreadSemaphore.notify_all(); // 唤醒线程
        if (m_WorkThread.joinable()) // 等待线程退出的经典操作
        {
            m_WorkThread.join();
        }
    }
}

void CThread::ProductFunc(const std::string &szMsg)
{
    std::lock_guard<std::mutex> lockGuard(m_Mutex); // 上锁
    m_CacheList.push_back(std::move(szMsg)); // 右值插入数据
    if (m_CacheList.size() > 1000) // 数据上限控制
    {
        m_CacheList.pop_front(); // 丢弃之前的数据
    }

    m_ThreadSemaphore.notify_one(); // 唤醒工作线程
}

void CThread::ConsunmerThreadFunc()
{
    while (m_bThreadRun)
    {
        std::string szMsg = std::move(PopList()); // 从队列中取出信息
        if (szMsg.empty()) 
        {
            // 没有消息，则休眠2s等待新消息
            std::unique_lock<std::mutex> uniqueLock(m_Mutex);
            m_ThreadSemaphore.wait_for(uniqueLock, std::chrono::seconds(2));
            continue;
        }

        std::cout << "new message: " << szMsg.c_str() << std::endl;
    }
}

std::string CThread::PopList()
{
    std::string szMsg;

    std::unique_lock<std::mutex> uniqueLock(m_Mutex); // 上锁 注：此处可用 std::lock_guard<std::mutex> 自动解锁 
    if (!m_CacheList.empty())
    {
        szMsg = std::move(m_CacheList.front()); // 右值取出数据
        m_CacheList.pop_front(); // 队列中删除取出的数据
    }
    uniqueLock.unlock(); // 解锁
    
    return szMsg;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    CThread myThread;
    while (true)
    {
        myThread.ProductFunc("hello! every one."); // 产生一条数据
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 等待一秒
    }
    return 0;
}