Qt多线程编程（3）——QSemaphore的使用

生产者——消费者模型中，生产者和消费者线程之间需要传递一定量的数据，两个线程会使用一个特定大小的共享环形缓冲器。

生产者向缓冲器中写入数据，直到它到达缓冲器的终点；然后它会再次从起点重新开始，覆盖已经存在的数据。消费者线程则会读取生成的数据。

在生产者——消费者实例中，对于同步的需求有两个部分：如果生产者线程生成数据的速度太快，那么将会把消费者线程还没有读取的数据覆盖；如果消费者线程读取数据的速度过快，那么它就会越过生产者线程而读取一些垃圾数据。

解决这一问题的一个粗略方法是，让生产者线程填满缓冲器，然后等待消费者线程读取完缓冲器中全部速度。

另一个更有效的方案是使用两个信号量。

freeSpace信号量控制生产者线程写入数据的那部分缓冲器，usedSpace信号量则控制消费者线程读取数据的那部分缓冲器区域。这两个区域是相互补充的。常用缓冲区容量值初始化freeSpace信号量，意味着它最多可以获取的缓冲器资源量。在启动这个应用程序时，消费者线程就会获得自由的字节并把它们转换为用过的字节。用0初始化usedSpace信号量，以确保消费者线程不会在一开始就读取到垃圾数据。

在生产者线程中，每次反复写入都是从获取一个自由字节开始。如果该缓冲器中充满了消费者线程还没有读取的数据，那么对acquire()的调用就会被阻塞，直到消费者线程开始消费这些数据。一旦生产者线程获取这一字节，就写入数据，并将这个字节释放为用过的字节，以让消费者线程读取到。

在消费者线程中，我们从获取一个用过的字节开始。如果缓冲器中还没有任何可用的数据，那么将会阻塞对acquire()调用，直到生产者线程生产数据。一旦获取到这个字节，就使用数据，并把字节释放为自由的字节，这样，生产者线程就可以再次写入。

生产者把自由的空间转换为用过的空间，消费者将用过的空间转换为自由的空间。

 

1. /**************************************
2. *说明：生产者——消费者线程模型
3. ***************************************/
4. #include <QtCore/QCoreApplication>
5. #include <QSemaphore>
6. #include <QThread>
7. #include <stdio.h>
8. //
9. QSemaphore usedSem(0);//已用量
10. QSemaphore unusedSem(4096);//未使用变量
11. unsigned int buffer[4096];//缓冲区
12. //生产者线程
13. class producer:public QThread
14. {
15. public:
16. producer();
17. private:
18. void run();
19. };
20. producer::producer()
21. {
22. ;
23. }
24. //
25. void producer::run()
26. {
27. int i=0;
28. for(i=0;i<10000;i++)
29. {
30. unusedSem.acquire();//空闲信号量减1
31. buffer[i%4096]=i;
32. usedSem.release();//已用信号量加1
33. }
34. }
35. //消费者线程
36. class customer:public QThread
37. {
38. public:
39. customer();
40. private:
41. void run();
42. };
43. customer::customer()
44. {
45. ;
46. }
48. void customer::run()
49. {
50. int i=0;
51. for(i=0;i<10000;i++)
52. {
53. usedSem.acquire();//已用信号量减1
54. printf("%d\n",buffer[i%4096]);
55. unusedSem.release();//空闲信号量加1
56. }
57. }
59. //
60. int main(int argc, char *argv[])
61. {
62. QCoreApplication a(argc, argv);
63. //
64. producer producerThread;
65. customer customerThread;
66. //
67. producerThread.start();
68. customerThread.start();
69. //
70. producerThread.wait();
71. customerThread.wait();
72. //
73. return a.exec();
74. }