c ++中的线程安全的生产者/消费者模式

Question

如何开发线程安全的生产者/消费者模式？

就我而言，生产者在一个线程中运行，而消费者在另一个线程上运行。

std :: deque是否可以安全用于此目的？

我可以在一个线程中将push_back推送到deque的后面，在另一个线程中推送push_front吗？

编辑1

就我而言，我知道std :: deque中的最大项目数（例如10）。有没有什么方法可以预先为项目保留足够的空间，所以在处理过程中，没有必要改变队列内存的大小，因此确保当我添加推送数据时，前端数据不会发生变化？

Answer 1

STL C ++容器不是线程安全的：如果您决定使用它们，则在推送/弹出元素时需要使用适当的同步（基本上是std::mutex和std::lock）。

或者你可以使用设计合理的容器（单一生产者 - 单一消费者队列应该符合你的需要），这里有一个例子：http://www.boost.org/doc/libs/1_58_0/doc/html/lockfree.html

编辑后

插件：

是的，SPSC队列基本上是一个环形缓冲区，最终满足您的需求。

Answer 2

  

如何开发线程安全的生产者/消费者模式？

有几种方法，但使用locks and monitors相当容易掌握，并没有很多隐藏的警告。标准库包含std::unique_lock，std::lock_guard和std::condition_variable来实现模式。有关简单示例，请查看condition_variable的cppreference页面。

  

std :: deque是否可以安全用于此目的？

不安全。你需要同步。

  

我可以在一个线程中将push_back推送到deque的后面，在另一个线程中推送push_front吗？

当然，但你需要同步。当队列为空或只有一个元素时，存在竞争条件。此外，当队列已满或短缺时，如果您想限制它的大小。

Answer 3

我认为您的意思是push_back()和pop_front()。

std::deque本身不是线程安全的。 您需要使用std::mutex序列化访问，以便消费者在生产者尝试推送时不会尝试弹出。

您还应该考虑如何处理以下内容：

1. 如果deque在查找下一个项目时为空，消费者的行为如何？

如果它进入等待状态，那么当deque被添加到时，你需要生产者通知std::condition_variable。 您可能还需要处理程序终止，其中消费者正在等待双端队列并且程序终止。除非你正确地协调事情，否则它可能会“永远等待”。

10项是'piffle'，所以我不打扰预留空间。 std::deque会自动增长和缩小，因此在构建工作应用程序之前，不要再进行细粒度调整。

  

过早优化是万恶之源。

注意：目前尚不清楚如何限制队列大小，但是如果生产者填满队列，然后等待它清除，那么你需要更多的等待和条件以反过来的方式进行协调。