Question

我正在尝试实现一个队列，如果它是空的，则阻塞Pop操作，并在推送新元素时立即解除阻塞。我担心我可能会遇到一些竞争条件;我试着看看其他一些实现，但我发现大多数是在.NET中完成的，而我发现的少数C ++在很大程度上依赖于其他库类。

template <class Element>
class BlockingQueue{
    DRA::CommonCpp::CCriticalSection    m_csQueue;
    DRA::CommonCpp::CEvent              m_eElementPushed;
    std::queue<Element>                 m_Queue;
public:
    void Push( Element newElement ){
        CGuard g( m_csQueue );
        m_Queue.push( newElement );
        m_eElementPushed.set();
    }
    Element Pop(){
        {//RAII block
            CGuard g( m_csQueue );
            bool wait = m_Queue.empty();
        }
        if( wait )
            m_eElementPushed.wait();
        Element first;
        {//RAII block
            CGuard g( m_csQueue );
            first = m_Queue.front();
            m_Queue.pop();
        }
        return first;
    }
};

有些解释到期了：

CCriticalSection是Windows Critical Section的包装器，Enter和Leave方法是私有的，CGuard是它唯一的朋友
CGuard是CCriticalSection的RAII包装器，在构造函数上输入关键部分，将其留在析构函数上
CEvent是Windows事件的包装器，wait使用WaitForSingleObject函数
我不介意元素按值传递，它们是小对象
我不能使用Boost，只能使用Windows（因为我已经使用过CEvent和CGuard）

我担心使用Pop（）时可能会出现一些奇怪的竞争情况。你们觉得怎么样？

UPDATE ：由于我正在使用Visual Studio 2010（.NET 4.0），我最终使用了C ++运行时提供的unbounded_buffer类。当然，我使用Pointer to Implementation Idiom（Chesire Cat）将它包装在一个类中，以防我们决定更改实现或需要将此类移植到另一个环境

Answer 1

这不是线程安全的：

    {//RAII block
        CGuard g( m_csQueue );
        bool wait = m_Queue.empty();
    }
    /// BOOM! Other thread ninja-Pop()s an item.
    if( wait )
        m_eElementPushed.wait();

请注意BOOM评论的位置。事实上，其他地方也是可以想象的（在if之后）。在任何一种情况下，后续的front和pop调用都将失败。

Answer 2

如果您要定位最新的Windows版本，

Condition variables应该会有所帮助。这通常会使实现阻塞队列变得更简单。

有关使用Boost设计类似队列的信息，请参阅here - 即使您不能使用Boost或条件变量，一般指导和后续讨论也应该有用。

阻止队列的这种实现安全吗？

2 个答案: