Question

我正在研究C ++中的多线程项目，该项目将数据发送到一系列网络连接。这是一些伪代码，用于说明正在发生的事情：

class NetworkManager
{
    Thread    writer;      // responsible for writing data in queues to the network
    Queue[]   outqueue;    // holds data until the network is ready to receive it
    Network[] nets;        // sockets or whatever
    Mutex[]   outlock;     // protects access to members of outqueue
    Mutex     managerlock; // protects access to all queues
    Condition notifier;    // blocks the write thread when there is no data
}

实际上它比这复杂得多，但我已经砍掉了很多不必要的细节。一个重要的细节是网络是速率限制的，并且程序独立于发送数据排队数据的能力是设计的一个特征（程序不必等待处理新数据，因为它在网络写入时阻塞）。

以下是该程序如何与此类进行交互的简要说明。请注意，QueueWriteToNetwork和DoAdministrativeStuff在我的实现中由THE SAME外部线程管理。

QueueWriteToNetwork(network, data) // responsibility of external thread
    Let i = the index of the network to send to
    Lock(outlock[i])
    outqueue[i].Add(data)
    Unlock(outlock[i])
    Signal(notifier)

DoAdministrativeStuff(network, more) // responsibility of external thread
    Lock(managerlock)
    more.Process() // might do any of the following:
                   // connect or disconnect networks
                   // add or remove networks from list
                   // immediate write data to network, bypassing rate limiting
                   // other things that I forgot
    Unlock(managerlock)

WriterThreadMain() // responsibility of internal write thread
    Lock(managerlock)
    Loop forever:
        Check for data in every queue (locking and unlocking each queue)
        If all queues have no data to write:
            Wait(notifier, managerlock)
            continue
        If outqueue[i] has data ready to write
            Lock(outlock[i])
            Send data from outqueue[i]
            outqueue[i].Pop()
            Unlock(outqueue[i])

正如您可能会看到的，此方法存在一些问题（例如，如果使用QueueWriteToNetwork将写入队列到网络，因为WriterThreadMain正在检查队列是否为空，对Signal(notifier)的调用可能会被删除，即使有数据就绪，写队列仍可以等待。）

我需要用以下方式来表达这一点：

向写入队列添加数据不会阻塞，也不会在相当短的时间内阻塞（具体而言，它不会在正在进行的网络写入期间阻塞）
DoAdministrativeStuff函数必须能够确保写入程序线程在安全状态下被阻止（即不访问任何队列，队列锁定或网络）

我已经探索了使用信号量跟踪写入队列中项目数的可能性。这将解决我之前提到的丢失更新问题。

最后，我的目标是Linux（使用Posix库提供类型pthread_t，pthread_mutex_t，pthread_cond_t和sem_t），我不在乎关于与Windows的兼容性。另外，请不要推荐Boost。将任何Boost标头拉入我的代码会使编译耗费无法忍受。

在以下情况下，我应该如何控制对多个队列的多线程访问？

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