c++11 thread的学习
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使用c++11 thread支持实现 一个生产者消费者模型
下面是一个生产者消费者问题，来介绍condition_variable的用法。当线程间的共享数据发生变化的时候，可以通过condition_variable来通知其他的线程。消费者wait 直到生产者通知其状态发生改变，Condition_variable是使用方法如下： 运行过程如下！！！！！！！！！
·当持有锁之后，线程调用wait
·wait解开持有的互斥锁(mutex)，阻塞本线程，并将自己加入到唤醒队列中
·当收到通知（notification），该线程从阻塞中恢复，并加入互斥锁队列（mutex queue）
.线程被唤醒之后继续持有锁运行
Condition variable有两种类型：condition_variable 和 condition_variable_any，
前一种效率更高，但是使用不够灵活，只支持std::unique_lock<std::mutex>类型的互斥锁；
后一种比较灵活，支持所有类型的锁，但是效率稍微低一些。
有一点需要注意的是使用condition variable进行通信的线程，condition variable 需要使用相同的互斥信号量（mutex）。
例子：！！！！
#include <thread> #include <iostream> #include <mutex> #include <queue> #include <condition_variable> #include <atomic> using namespace std; int main() { mutex lockBuffer; //申明互斥信号量 volatile bool ArretDemande = false; //使生产、消费过程的结束 queue<long> buffer; condition_variable_any cndNotifierConsommateurs;//condition variable condition_variable_any cndNotifierProducteur; thread ThreadProducteur([&]()//生产者线程 { std::atomic<long> interlock;//对interlock的操作将是原子的 interlock=1; while(true) { std::this_thread::sleep_for (chrono::milliseconds (15)); long element=interlock.fetch_add (1);//【1】 lockBuffer.lock (); while(buffer.size()==10 && ArretDemande ==false) { cndNotifierProducteur.wait (lockBuffer);//【2】 } if (ArretDemande==true) { lockBuffer.unlock (); cndNotifierConsommateurs.notify_one ();//【3】 break; } buffer.push(element); cout << "Production unlement :" << element << " size :" << buffer.size() << endl; lockBuffer.unlock (); cndNotifierConsommateurs.notify_one (); } } ); thread ThreadConsommateur([&]() { while(true) { lockBuffer.lock (); while(buffer.empty () && ArretDemande==false) { cndNotifierConsommateurs.wait(lockBuffer); } if (ArretDemande==true && buffer.empty ()) { lockBuffer.unlock(); cndNotifierProducteur.notify_one (); break; } long element=buffer.front(); buffer.pop (); cout << "Consommation element :" << element << " size :" << buffer.size() << endl; lockBuffer.unlock (); cndNotifierProducteur.notify_one (); } } ); std::cout << "Pour arreter pressez [ENTREZ]" << std::endl; getchar(); std::cout << "Arret demande" << endl ArretDemande=true; ThreadProducteur.join(); ThreadConsommateur.join(); cout<<"Main Thread"<<endl; return 0; }
运行结果：
这个 不是我的 linux下的运行样子 我运行的结果类似这样 意思相同！！！！！！！
对程序进行一下说明，程序中有三个线程，主线程、生产者线程、消费者线程，三个线程之间乱序执行，通过一些全局变量来控制他们的执行顺序。
主线程的作用是控制生产消费过程是否结束，当程序运行之后，主线程通过getchar()接收一个输入，接收到输入后会将ArretDemande设置为true，另外两个线程会终止。
生产者线程将生产出来的数据放在一个queue类型的buffer中，并解锁，通知消费之线程，buffer中最多“能”存10个数据，如果buffer中已经有10个数据还没有被取走，则会通知消费者线程“消费”，如果ArretDmande被置位，则打开锁，并通知消费之线程。消费者线程主要是将buffer中的数据取出来，当buffer为空的时候阻塞自己，并通知生产者线程，当ArretDemande被置位，且已经消费完产品则解锁，并通知生产者线程。需要注意的是需要通信的生产者和消费者这两个线程通过condition variable来实现通信，必须操作同一个mutex，这里是lockbuffer，并且每次Notify都会打开当前锁。
程序中对interlock进行的操作是原子的，interlock.fet_add(N),效果是将interlock加N，然后返回interlock在加N之前的值，atomic类型是通过一定的内存顺序规则来实现这个过程的。
虽然conditon_variable 只能支持std::unique_lock<std::mutex>类型的互斥锁,但是在大部分情况下已经够用，而且使用std::unique_lock<std::mutex>会比较简单，因为std::unique_lock<std::mutex>在声明的时候就会初始化，在生命周期结束之后就会自动解锁，因此我们不用太花精力来考虑什么时候解锁。
例子！！！！！！！！！
#include <condition_variable> #include <mutex> #include <thread> #include <iostream> #include <queue> #include <chrono> int main() { std::queue<int> produced_nums; std::mutex m;; std::condition_variable cond_var; bool done = false; bool notified = false;//这个变量在每一个线程中 是每个线程所独有的 std::thread producer([&]() { for ( int i = 0; i < 5; ++i) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono:: seconds(1)); std:: unique_lock<std::mutex > lock(m); //May lock mutex after construction, unlock before destruction. std::cout << "producing " << i << '\n' ;
std::cout<<notified<<'\n';//自己 添加的线程的局部变量检测 参数 验证局部变量线程独享！！！！！ produced_nums.push(i); notified = true;
std::cout<<notified<<'\n';//同上 cond_var.notify_one(); } done = true; //运行到这里 生产其实已经结束了 cond_var.notify_one();// 防止消费者卡死 唤醒最后一个消费者结束 这步需要注意！！！！！！！！ 有时候 运行会卡住 }); //cond_var.notify_one(); std::thread consumer([&]() { while (!done) { std:: unique_lock<std::mutex > lock(m); while (!notified) { // loop to avoid spurious wakeups 就是说生产者已经生产了 现在队列有任务 不为空 可以去消费了 不需要挂起了！！！！！！！ cond_var.wait(lock); } while (!produced_nums.empty()) { //当队列不为空 开始消费了 std::cout << "consuming " << produced_nums.front() << '\n'; produced_nums.pop(); } notified = false; } }); producer.join(); consumer.join(); return 0; }
运行结果：
producing 0
consuming 0
producing 1
consuming 1
producing 2
consuming 2
producing 3
consuming 3
producing 4
consuming 4
以上两个例子 验证了c++11的不同的条件变量 对应的不同的锁 其中有一个锁 无需释放 对应的条件变量 则 不同！！！！！！
来一个教科书的 线程解决生产者消费者问题的demo
#include<stdio.h> #include<pthread.h> #include<unistd.h> #define MAX 10000000 //需要生产的数量 pthread_mutex_t the_mutex; //全局锁 pthread_cond_t condc, condp;//全局条件变量 int buffer = 0; //全局共享变量 void *producer(void*ptr){//生产数据 int i; for(i=1;i<=MAX;i++){ pthread_mutex_lock(&the_mutex);//互斥使用 缓冲区buffer while(buffer !=0)pthread_cond_wait(&condp,&the_mutex); buffer=i; //将数据放入缓冲区 printf("Is producering %d\n",buffer); pthread_cond_signal(&condc);//唤醒消费者 pthread_mutex_unlock(&the_mutex);//释放锁 就是释放了缓冲区buffer } pthread_exit(0);//over 线程 } void *consumer(void *ptr){//消费数据 int i; for(i=1;i<=MAX;i++){ sleep(3); pthread_mutex_lock(&the_mutex);//互斥使用缓冲区 printf("Is consumering \n"); while(buffer==0)pthread_cond_wait(&condc,&the_mutex); buffer = 0; //从缓冲区取出数据 pthread_cond_signal(&condp);//唤醒生产者 pthread_mutex_unlock(&the_mutex);////释放锁 就是释放了缓冲区buffer } pthread_exit(0);//over 线程 } int main(int argc,char**argv) { pthread_t pro,con; pthread_mutex_init(&the_mutex,0); pthread_cond_init(&condc,0); pthread_cond_init(&condp,0); pthread_create(&con,0,consumer,0); pthread_create(&pro,0,producer,0); pthread_join(pro,0);//回收线程资源 pthread_join(con,0); pthread_cond_destroy(&condc);//销毁条件变量 pthread_cond_destroy(&condp); pthread_mutex_destroy(&the_mutex);//销毁锁 return 0; }
已经进过测试 Linux Ok!!!!!!!!!!!!!!
就先到这里吧！！！
