C++11线程安全队列

最新推荐文章于 2025-05-22 15:07:36 发布

原创最新推荐文章于 2025-05-22 15:07:36 发布 · 1.6k 阅读

2 ·

CC 4.0 BY-SA版权

C++ 专栏收录该内容

7 篇文章

订阅专栏

本文详细介绍了如何利用C++11的并发特性，设计并实现一个线程安全的队列，讨论了互斥锁和条件变量在多线程环境中的应用，确保了队列操作的正确性和高效性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

多线程编程需要实现一个线程安全的队列，上锁，避免多个线程同时读写

代码：

/**
 * 线程安全的队列
 */

#ifndef __THREAD_SAFE_QUEUE__
#define __THREAD_SAFE_QUEUE__
#include <iostream>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

template <class T>
class thread_safe_queue
{
private:
	mutable mutex 		mut;		//锁
	queue<T> 			data_queue;	//队列
	condition_variable 	data_cond;	//条件变量
public:
	//构造函数
	thread_safe_queue();
	thread_safe_queue &operator=(const thread_safe_queue&)=delete;

	//可以多传递一个额外的条件
	bool wait_and_pop(T &value,atomic_bool &bl);
	bool try_pop(T &value);
	void push(T new_value);
	bool empty() const;

	void notify_all()
	{
		data_cond.notify_all();
	}
};
template <class T>
thread_safe_queue<T>::thread_safe_queue(){}

template <class T>
bool thread_safe_queue<T>::empty() const
{
	lock_guard<mutex> lock(mut);
	return data_queue.empty();
}

template <class T>
void thread_safe_queue<T>::push(T new_value)
{
	lock_guard<mutex> lock(mut);
	data_queue.push(new_value);
	data_cond.notify_one();
}


template <class T>
bool thread_safe_queue<T>::wait_and_pop(T &value,atomic_bool &bl)
{
	unique_lock<mutex> lock(mut);
	
	//避免队列为空时一直等待
	data_cond.wait(lock,[this,&bl](){return (!this->data_queue.empty())||bl; });

	if(bl&&data_queue.empty())
		return false;

	value=data_queue.front();
	data_queue.pop();
	return true;
}
template<class T>
bool thread_safe_queue<T>::try_pop(T &value)
{
	lock_guard<mutex> lock(mut);
	if(empty())
		return false;

	value=data_queue.front();
	data_queue.pop();
	return true;
}

#endif

对于mutex我的理解是在同一个mutex的lock、unlock之间的代码不能同时运行。

condition_variable：线程之间同步的一种方式，通过notify_one --> wait、ontify_all-->wait配合使用