多线程的那点儿事（之多线程数据结构）

最新推荐文章于 2023-05-29 21:46:29 发布

iteye_6233

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文章标签：数据结构与算法

本文介绍了一种在多线程环境下实现堆栈的方法，并详细展示了如何在堆栈的数据结构中加入锁机制来保证线程安全。通过具体的代码示例，讲解了堆栈的初始化、数据添加等操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

要想编写多线程，那就要使用锁。而在软件编写中，数据结构是少不了的。所以，我们在编写多线程的时候，就需要考虑一下如何在数据结构中插入锁。当然，有些数据结构是没有锁的，所以自然这个锁并不一定是必须的。

比如说，我们编写一个多线程堆栈，应该怎么做呢，

typedef struct _STACK
{
    void* pData;
    int maxLen;
    int top;
    void* hLock;
    
    STATUS (*push)(struct _STACK* pStack, void* pData, int size);
    STATUS (*pop)(struct _STACK* pStack, void* pData, int size);   
}STACK;

(1) 初始化操作

STACK* get_new_stack(void* pData, int len, void* pLock)
{
    STACK* pStack;
      
    if(NULL == pData || 0 == len)
        return NULL;

    pStack = (STACK*)malloc(sizeof(STACK));
    assert(NULL != pStack);

    memset(pStack, 0, sizeof(STACK));
    pStack->pData  = pData;
    pStack->maxLen = len;
    
    if(NULL != pLock)
        pStack->hLock = pLock;

    return pStack;
}

(2) 添加数据

STATUS push(struct _STACK* pStack, void* pData, int size)
{
    assert(NULL != pStack && NULL != pData);

    if(NULL != pStack->hLock)
        WaitForSingleObject((HANDLE)pStack->hLock, INFINITE);

    if(pStack->top == pStack->maxLen){
        if(NULL != pStack->hLock)
            ReleaseMutex((HANDLE)pStack->hLock);
        
        return ERROR;
    }

    memmove((char*)pStack->pData + size * pStack->top, (char*)pData, size);
    pStack->top ++;
    
    if(NULL != pStack->hLock)
        ReleaseMutex((HANDLE)pStack->hLock);        

    return OK;
}

(3) 对2进行优化，因为判断的条件比较复杂

#define STACK_CHECK_LOCK(hLock) \
do{\
    if(hLock)\
        WaitForSingleObject((HANDLE)hLock, INFINITE);\
}while(0)

#define STACK_CHECK_UNLOCK(hLock) \
do{\
    if(hLock)\
        ReleaseMutex((HANDLE)hLock);\
}while(0)

所以，2的代码可以修改为，

STATUS push(struct _STACK* pStack, void* pData, int size)
{
    assert(NULL != pStack && NULL != pData);

    STACK_CHECK_LOCK(pStack->hLock);

    if(pStack->top == pStack->maxLen){
        STACK_CHECK_UNLOCK(pStack->hLock);
        return ERROR;
    }

    memmove((char*)pStack->pData + size * pStack->top, (char*)pData, size);
    pStack->top ++;
    
    STACK_CHECK_UNLOCK(pStack->hLock);      
    return OK;
}

总结:
(1) 一般来说，比较好的数据结构要兼有多线程和没有多线程两种情况
(2) 如果需要用其他的锁代替mutex，直接换掉就可以，十分方便