【C++并发编程】高并发的阻塞队列设计与实现

1 阻塞队列的定义

        首先阻塞队列肯定是一个队列，是一种先进先出的数据结果，与一般的数据结构相比，多了阻塞两个字，对应的与普通队列不同的点如下：

        当队列空时，从队列中取出元素会阻塞（先等着，直到队列中有元素为止）
当队列满时，往队列中增加元素会阻塞（队列有容量限制，不能无节制的往队列中增加元素）
阻塞队列常用来实现生产者消费者模型。

2 阻塞队列的C++实现

分为：无界阻塞队列和有界阻塞队列

区别：无界阻塞队列，push操作的时候，不阻塞

有界阻塞队列，push操作的时候阻塞。

下面代码为无界阻塞队列示例，有界阻塞队列得用两个条件变量，也就是相当于生产者消费者这种关系。

#ifndef BLOCKQUEUE_H_
#define BLOCKQUEUE_H_

#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <cassert>
template <typename T>
class BlockQueue
{
public:
    BlockQueue() 
    {
		isClose = false;
	}
    
	~BlockQueue()
	{
		isClose = true;
		cond_.notify_all();
	}
    void Push(T &&value)	//右值引用：临时变量时避免拷贝
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        queue_.push(value);
        cond_.notify_one();
    }
    
    void Push(const T &value)	//左值引用：长期存在的变量避免拷贝
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        queue_.push(value);
        cond_.notify_one();
    }

    bool Take(T& item)	//取出头节点并删除头节点
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        while (queue_.size() == 0) {
            cond_.wait(lock);
			if (isClose) {
				return false;
			}
        }
        item = std::move(queue_.front());
        queue_.pop();
        return true;
    }
	
	bool Front(T& item)	//取出头节点
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        while (queue_.size() == 0) {
            cond_.wait(lock);
			if (isClose) {
				return false;
			}
        }
        item = std::move(queue_.front());
        return true;
    }

	void Pop()	//删除头节点
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        while (queue_.size() == 0) {
            cond_.wait(lock);
			if (isClose) {
				return false;
			}
        }
        queue_.pop();
        return true;
    }

    size_t Size()
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        return queue_.size();
    }

private:
    std::queue<T> queue_;
	bool isClose;
    std::mutex mutex_;  
    std::condition_variable cond_; 
};

#endif