Question

所以我正在考虑在C ++中使用一个简单的生产者/消费者队列。我最终会使用boost进行线程化，但这个例子只是使用pthreads。我最终还会使用更多的OO方法，但我认为这会掩盖我目前感兴趣的细节。

无论如何，我担心的特殊问题是

由于此代码使用的是st_ :: deque的push_back和pop_front - 它可能在不同的线程中对底层数据进行分配和释放 - 我认为这很糟糕（未定义的行为） - 避免这种情况最简单的方法是什么？ / LI>
没有任何东西标记为不稳定。但重要的部分是互斥保护。我是否需要将任何东西标记为易变的，如果是这样的话？ - 我不认为我这样做，因为我认为互斥锁包含适当的内存屏障等，但我不确定。

还有其他明显的问题吗？

无论如何都是代码：

#include <pthread.h>
#include <deque>
#include <iostream>

struct Data
{
  std::deque<int> * q;
  pthread_mutex_t * mutex;
};

void* producer( void* arg )
{
  std::deque<int> &q = *(static_cast<Data*>(arg)->q);
  pthread_mutex_t * m =  (static_cast<Data*>(arg)->mutex);

  for(unsigned int i=0; i<100; ++i)
  {
    pthread_mutex_lock( m );
    q.push_back( i );
    std::cout<<"Producing "<<i<<std::endl;
    pthread_mutex_unlock( m );
  }
  return NULL;
}

void* consumer( void * arg )
{
  std::deque<int> &q = *(static_cast<Data*>(arg)->q);
  pthread_mutex_t * m =  (static_cast<Data*>(arg)->mutex);

  for(unsigned int i=0; i<100; ++i)
  {
    pthread_mutex_lock( m );
    int v = q.front();
    q.pop_front();
    std::cout<<"Consuming "<<v<<std::endl;
    pthread_mutex_unlock( m );
  }  
  return NULL;
}

int main()
{
  Data d;

  std::deque<int> q;
  d.q = &q;

  pthread_mutex_t mutex;
  pthread_mutex_init( &mutex, NULL );
  d.mutex = & mutex;

  pthread_t producer_thread;
  pthread_t consumer_thread;

  pthread_create( &producer_thread, NULL, producer, &d );
  pthread_create( &consumer_thread, NULL, consumer, &d );

  pthread_join( producer_thread, NULL );
  pthread_join( consumer_thread, NULL );
}

修改

我最终放弃了这个实现，我现在正在使用Anthony Williams的here代码的修改版本。可以找到我的修改版本here此修改版本使用更合理的基于条件变量的方法。

Answer 1

由于此代码使用的是st_ :: deque的push_back和pop_front - 它可能在不同的线程中对底层数据进行分配和释放 - 我认为这很糟糕（未定义的行为） - 避免这种情况最简单的方法是什么？ / p>

只要一个线程一次只能修改容器，这没关系。

没有任何东西标记为不稳定。但重要的部分是互斥保护。我是否需要将任何东西标记为易变的，如果是这样的话？ - 我不认为我这样做，因为我认为互斥锁包含适当的内存屏障等，但我不确定。

只要您使用互斥锁正确控制对容器的访问，它就不需要volatile（这取决于您的线程库，但如果它没有，它将不是一个非常好的互斥锁不提供正确的记忆障碍。

Answer 2

如果两个线程都在同一个进程中，那么在一个线程中分配内存并在另一个线程中释放它是完全有效的。
使用互斥锁保护对双端队列的访问应提供正确的内存访问配置。

编辑：唯一需要考虑的是生产者和消费者的性质。您合成的示例缺少真正实现所涉及的一些细微之处。例如，如果生产者没有以完全相同的速率运营，您将如何将生产者与消费者同步？您可能需要考虑使用管道或OS队列而不是双端队列，以便在没有数据准备好处理时，消费者可以阻止读取。

这个生产者/消费者实施有什么问题？

2 个答案: