29_SDL多线程与锁机制
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一、简介
为什么要用多线程？在音视频领域主要是实现音视频同步。实现了音视频同步，我们的播放器就基本上合格了。
多线程的好处主要是能使程序更加充分利用硬件（主要是CPU）的性能。但是也存在相应的隐患，如果多线程管理不好，会出现协调问题。
这里我们将讲解一下SDL的多线程与锁机制。
引进的机制：线程的互斥与同步
- 互斥：同一个资源在一定时间内只能由一个方法访问。
- 同步：一个方法完成后的内容需要同步到其他的方法，在由其他方法操作完成后的内容。
- 锁与信号量
- 锁用于完成互斥；信号量用于同步。
- 锁的种类：读写锁、自旋锁、可重入锁。
SDL线程创建：SDL_CreateThread
SDL线程等待：SDL_WaitThead
SDL互斥锁：SDL_CreateMutex / SDL_DestroyMutex
SDL锁定互斥：SDL_LockMutex / SDL_UnlockMutex
SDL 条件变量（信号量）：SDL_CreateCond / SDL_DestoryCond
SDL 条件变量（信号量）等待 / 通知 ：SDL_CondWait / SDL_CondSingal
二、代码实现：
我们通过SDL的锁机制实现生产者和消费者
2.1、声明
//mainwindow.h
Ui::MainWindow *ui;
/** 互斥锁*/
SDL_mutex *_mutex = nullptr;
/** 条件变量：消费者等待，生产者唤醒 */
SDL_cond *_cond = nullptr;
std::list<QString> *_list = nullptr;
int _index = 0;
void consume(QString name);
void produce(QString name);
2.2、创建锁、消费者
//mainwindow.cpp
// 创建互斥锁
_mutex = SDL_CreateMutex();
// 创建条件变量
_cond = SDL_CreateCond();
// 创建链表
_list = new std::list<QString>();
// 创建消费者
consume("消费者1");
consume("消费者2");
consume("消费者3");
consume("消费者4");
2.3、销毁
MainWindow::~MainWindow(){
delete ui;
delete _list;
SDL_DestroyMutex(_mutex);
SDL_DestroyCond(_cond);
}
2.4、实现生产者逻辑
void MainWindow::produce(QString name){
std::thread([this,name](){
SDL_LockMutex(_mutex);
qDebug() << name << "开始生产";
_list->push_back(QString("%1").arg(++_index));
_list->push_back(QString("%1").arg(++_index));
_list->push_back(QString("%1").arg(++_index));
// 唤醒消费者：赶紧开始消费
SDL_CondSignal(_cond);
SDL_UnlockMutex(_mutex);
}).detach();
}
2.5、实现销毁者逻辑
void MainWindow::consume(QString name){
std::thread([this,name](){
SDL_LockMutex(_mutex);
while (true) {
qDebug() << name << "开始消费";
while (!_list->empty()) {
qDebug() << _list->front();
// 删除头部
_list->pop_front();
// 睡眠500ms
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
}
/**
* 1.释放互斥锁
* 2.等待条件_cond
* 3.等到了条件_cond、加锁
*/
SDL_CondWait(_cond,_mutex);
}
SDL_UnlockMutex(_mutex);
}).detach();
}
2.6、创建生产者
void MainWindow::on_produceBtn_clicked(){
// 创建生产者
produce("生产者1");
produce("生产者2");
produce("生产者3");
}
三、分装SDL锁机制
我们可以将SDL的锁机制的api进行二度分装，以便后面的音视频使用
condmutex.h
#ifndef CONDMUTEX_H
#define CONDMUTEX_H
#include <SDL2/SDL.h>
class CondMutex {
public:
CondMutex();
~CondMutex();
void lock();
void unlock();
void signal();
void broadcast();
void wait();
private:
/** 互斥锁 */
SDL_mutex *_mutex = nullptr;
/** 条件变量 */
SDL_cond *_cond = nullptr;
};
#endif // CONDMUTEX_H
condmutex.cpp
#include "condmutex.h"
CondMutex::CondMutex(){
// 创建互斥锁
_mutex = SDL_CreateMutex();
// 创建条件变量
_cond = SDL_CreateCond();
}
CondMutex::~CondMutex(){
SDL_DestroyMutex(_mutex);
SDL_DestroyCond(_cond);
}
void CondMutex::lock(){
SDL_LockMutex(_mutex);
}
void CondMutex::unlock(){
SDL_UnlockMutex(_mutex);
}
void CondMutex::signal(){
SDL_CondSignal(_cond);
}
void CondMutex::broadcast(){
SDL_CondBroadcast(_cond);
}
void CondMutex::wait(){
SDL_CondWait(_cond,_mutex);
}
