cari
Rumahpembangunan bahagian belakangTutorial C#.NetC++解决方法:多线程同步经典案例之生产者消费者问题

抄自维基百科 :

生产者消费者问题(英语:Producer-consumer problem),也称有限缓冲问题(英语:Bounded-buffer problem),是一个多线程同步问题的经典案例。该问题描述了共享固定大小缓冲区的两个线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中,然后重复此过程。与此同时,消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据,消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。

要解决该问题,就必须让生产者在缓冲区满时休眠(要么干脆就放弃数据),等到下次消费者消耗缓冲区中的数据的时候,生产者才能被唤醒,开始往缓冲区添加数据。同样,也可以让消费者在缓冲区空时进入休眠,等到生产者往缓冲区添加数据之后,再唤醒消费者。 

本文用一个ItemRepository类表示产品仓库,其中包含一个数组和两个坐标表示的环形队列、一个std::mutex成员、用来保证每次只被一个线程读写操作 (为了保证打印出来的消息是一行一行的,在它空闲的时候也借用的这个互斥量╮(╯▽╰)╭)、两个std::condition_variable表示队列不满和不空的状态,进而保证生产的时候不满,消耗的时候不空。

#pragma once
#include <chrono>//std::chrono
#include <mutex>//std::mutex,std::unique_lock,std::lock_guard
#include <thread>//std::thread
#include <condition_variable>//std::condition_variable
#include <iostream>//std::cout,std::endl
#include <map>//std::map
namespace MyProducerToConsumer {
    static const int gRepositorySize = 10;//total size of the repository
    static const int gItemNum = 97;//number of products to produce
    std::mutex produce_mtx, consume_mtx;//mutex for all the producer thread or consumer thread
    std::map<std::thread::id, int> threadPerformance;//records of every thread&#39;s producing/consuming number
    struct ItemRepository {//repository class
        int m_ItemBuffer[gRepositorySize];//Repository itself (as a circular queue)
        int m_ProducePos;//rear position of circular queue
        int m_ConsumePos;//head position of circular queue
        std::mutex m_mtx;//mutex for operating the repository
        std::condition_variable m_RepoUnfull;//indicating that this repository is unfull(then producers can produce items)
        std::condition_variable m_RepoUnempty;//indicating that this repository is unempty(then consumers can produce items)
    }gItemRepo;

    void ProduceItem(ItemRepository *ir, int item) {
        std::unique_lock <std::mutex>ulk(ir->m_mtx);
        while ((ir->m_ProducePos + 1) % gRepositorySize == ir->m_ConsumePos) {//full(spare one slot for indicating)
            std::cout << "Reposity is full. Waiting for consumers..." << std::endl;
            ir->m_RepoUnfull.wait(ulk);//unlocking ulk and waiting for unfull condition
        }
        //when unfull
        ir->m_ItemBuffer[ir->m_ProducePos++] = item;//procude and shift
        std::cout << "Item No." << item << " produced successfully by "
            <<std::this_thread::get_id()<<"!" << std::endl;
        threadPerformance[std::this_thread::get_id()]++;
        if (ir->m_ProducePos == gRepositorySize)//loop
            ir->m_ProducePos = 0;
        ir->m_RepoUnempty.notify_all();//item produced, so it&#39;s unempty; notify all consumers
    }

    int ConsumeItem(ItemRepository *ir) {
        std::unique_lock<std::mutex>ulk(ir->m_mtx);
        while (ir->m_ConsumePos == ir->m_ProducePos) {//empty
            std::cout << "Repository is empty.Waiting for producing..." << std::endl;
            ir->m_RepoUnempty.wait(ulk);
        }
        int item = ir->m_ItemBuffer[ir->m_ConsumePos++];
        std::cout << "Item No." << item << " consumed successfully by "
            <<std::this_thread::get_id()<<"!" << std::endl;
        threadPerformance[std::this_thread::get_id()]++;
        if (ir->m_ConsumePos == gRepositorySize)
            ir->m_ConsumePos = 0;
        ir->m_RepoUnfull.notify_all();//item consumed, so it&#39;s unempty; notify all consumers
        return item;
    }

    void ProducerThread() {
        static int produced = 0;//static variable to indicate the number of produced items
        while (1) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));//sleep long enough in case it runs too fast for other threads to procude
            std::lock_guard<std::mutex>lck(produce_mtx);//auto unlock when break
            produced++;
            if (produced > gItemNum)break;
            gItemRepo.m_mtx.lock();
            std::cout << "Producing item No." << produced << "..." << std::endl;
            gItemRepo.m_mtx.unlock();
            ProduceItem(&gItemRepo, produced);
        }
        gItemRepo.m_mtx.lock();
        std::cout << "Producer thread " << std::this_thread::get_id()
            << " exited." << std::endl;
        gItemRepo.m_mtx.unlock();
    }

    void ConsumerThread() {
        static int consumed = 0;
        while (1) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
            std::lock_guard<std::mutex>lck(consume_mtx);
            consumed++;
            if (consumed > gItemNum)break;
            gItemRepo.m_mtx.lock();
            std::cout << "Consuming item available..." << std::endl;
            gItemRepo.m_mtx.unlock();
            ConsumeItem(&gItemRepo);
        }
        gItemRepo.m_mtx.lock();
        std::cout << "Consumer thread " << std::this_thread::get_id()
            << " exited." << std::endl;
        gItemRepo.m_mtx.unlock();
    }

    void InitItemRepository(ItemRepository* ir) {
        ir->m_ConsumePos = 0;
        ir->m_ProducePos = 0;
    }

    void Run() {
        InitItemRepository(&gItemRepo);
        std::thread thdConsume[11];
        std::thread thdProduce[11];
        for (auto& t : thdConsume)t = std::thread(ConsumerThread);
        for (auto& t : thdProduce)t = std::thread(ProducerThread);
        for (auto& t : thdConsume)t.join();
        for (auto& t : thdProduce)t.join();
        for (auto& iter : threadPerformance)cout << iter.first << ":" << iter.second << endl;
    }
}

相关文章:

关于java生产者与消费者的实例详解

java多线程之并发协作生产者消费者设计模式

Atas ialah kandungan terperinci C++解决方法:多线程同步经典案例之生产者消费者问题. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!

Kenyataan
Kandungan artikel ini disumbangkan secara sukarela oleh netizen, dan hak cipta adalah milik pengarang asal. Laman web ini tidak memikul tanggungjawab undang-undang yang sepadan. Jika anda menemui sebarang kandungan yang disyaki plagiarisme atau pelanggaran, sila hubungi admin@php.cn
C# .NET: Meneroka Konsep Teras dan Asas PengaturcaraanC# .NET: Meneroka Konsep Teras dan Asas PengaturcaraanApr 10, 2025 am 09:32 AM

C# adalah bahasa pengaturcaraan yang berorientasikan objek moden yang dibangunkan oleh Microsoft dan sebagai sebahagian daripada Rangka Kerja .NET. 1.C# menyokong pengaturcaraan berorientasikan objek (OOP), termasuk enkapsulasi, warisan dan polimorfisme. 2. Pengaturcaraan Asynchronous dalam C# dilaksanakan melalui Async dan menunggu kata kunci untuk meningkatkan respons aplikasi. 3. Gunakan LINQ untuk memproses koleksi data dengan ringkas. 4. Kesilapan umum termasuk pengecualian rujukan null dan pengecualian indeks luar. Kemahiran penyahpepijatan termasuk menggunakan debugger dan pengendalian pengecualian. 5. Pengoptimuman Prestasi termasuk menggunakan StringBuilder dan mengelakkan pembungkusan yang tidak perlu dan unboxing.

Ujian C# .NET Aplikasi: Unit, Integrasi, dan Ujian Akhir ke AkhirUjian C# .NET Aplikasi: Unit, Integrasi, dan Ujian Akhir ke AkhirApr 09, 2025 am 12:04 AM

Strategi ujian untuk aplikasi C#. NET termasuk ujian unit, ujian integrasi, dan ujian akhir-ke-akhir. 1. Ujian unit memastikan bahawa unit minimum kod berfungsi secara bebas, menggunakan rangka kerja MSTest, Nunit atau Xunit. 2. Ujian Bersepadu Mengesahkan fungsi pelbagai unit yang digabungkan, data simulasi yang biasa digunakan dan perkhidmatan luaran. 3. Ujian akhir-ke-akhir mensimulasikan proses operasi lengkap pengguna, dan selenium biasanya digunakan untuk ujian automatik.

Advanced C# .NET Tutorial: Ace Wawancara Pemaju Kanan Anda SeterusnyaAdvanced C# .NET Tutorial: Ace Wawancara Pemaju Kanan Anda SeterusnyaApr 08, 2025 am 12:06 AM

Temu bual dengan pemaju kanan C# memerlukan menguasai pengetahuan teras seperti pengaturcaraan asynchronous, LINQ, dan prinsip kerja dalaman Rangka .NET. 1. Pengaturcaraan Asynchronous memudahkan operasi melalui async dan menunggu untuk meningkatkan respons aplikasi. 2.Linq mengendalikan data dalam gaya SQL dan perhatikan prestasi. 3. CLR kerangka bersih menguruskan ingatan, dan pengumpulan sampah perlu digunakan dengan berhati -hati.

C# .NET Soalan & Jawapan Wawancara: Tahap kepakaran andaC# .NET Soalan & Jawapan Wawancara: Tahap kepakaran andaApr 07, 2025 am 12:01 AM

C#.NET Soalan dan jawapan wawancara termasuk pengetahuan asas, konsep teras, dan penggunaan lanjutan. 1) Pengetahuan asas: C# adalah bahasa berorientasikan objek yang dibangunkan oleh Microsoft dan digunakan terutamanya dalam rangka .NET. 2) Konsep teras: Delegasi dan peristiwa membolehkan kaedah mengikat dinamik, dan LINQ menyediakan fungsi pertanyaan yang kuat. 3) Penggunaan Lanjutan: Pengaturcaraan Asynchronous meningkatkan respons, dan pokok ekspresi digunakan untuk pembinaan kod dinamik.

Membina Microservices dengan C# .NET: Panduan Praktikal untuk ArkitekMembina Microservices dengan C# .NET: Panduan Praktikal untuk ArkitekApr 06, 2025 am 12:08 AM

C#.NET adalah pilihan yang popular untuk membina microservices kerana ekosistem yang kuat dan sokongan yang kaya. 1) Buat RestfulAPi menggunakan ASP.Netcore untuk memproses penciptaan pesanan dan pertanyaan. 2) Gunakan GRPC untuk mencapai komunikasi yang cekap antara microservices, menentukan dan melaksanakan perkhidmatan pesanan. 3) Memudahkan penggunaan dan pengurusan melalui microservices kontena Docker.

C# .NET Keselamatan Amalan Terbaik: Mencegah Kelemahan BiasaC# .NET Keselamatan Amalan Terbaik: Mencegah Kelemahan BiasaApr 05, 2025 am 12:01 AM

Amalan terbaik keselamatan untuk C# dan .NET termasuk pengesahan input, pengekodan output, pengendalian pengecualian, serta pengesahan dan kebenaran. 1) Gunakan ungkapan biasa atau kaedah terbina dalam untuk mengesahkan input untuk mengelakkan data berniat jahat memasuki sistem. 2) Pengekodan output Untuk mencegah serangan XSS, gunakan kaedah httputility.htmlencode. 3) Pengendalian Pengecualian Menghindari kebocoran maklumat, ralat rekod tetapi tidak mengembalikan maklumat terperinci kepada pengguna. 4) Gunakan Asp.Netidentity dan kebenaran berasaskan tuntutan untuk melindungi aplikasi daripada akses yang tidak dibenarkan.

Dalam bahasa C: Apa maksudnyaDalam bahasa C: Apa maksudnyaApr 03, 2025 pm 07:24 PM

Makna kolon (':') dalam bahasa C: Penyataan bersyarat: Memisahkan ekspresi bersyarat dan pernyataan blok pernyataan pernyataan: Memisahkan permulaan, bersyarat dan tambahan ekspresi makro Definisi: Memisahkan nama makro dan nilai makro Single Line Comment: Mewakili kandungan dari kolon hingga akhir garis sebagai dimensi array komen: Tentukan dimensi array

Apa maksudnya dalam bahasa CApa maksudnya dalam bahasa CApr 03, 2025 pm 07:21 PM

A dalam bahasa C adalah pengendali pasca kenaikan, dan mekanisme operasinya termasuk: pertama memperoleh nilai pembolehubah a. Meningkatkan nilai A dengan 1. Mengembalikan nilai A selepas meningkat.

See all articles

Alat AI Hot

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

Apl berkuasa AI untuk mencipta foto bogel yang realistik

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

Alat AI dalam talian untuk mengeluarkan pakaian daripada foto.

Undress AI Tool

Undress AI Tool

Gambar buka pakaian secara percuma

Clothoff.io

Clothoff.io

Penyingkiran pakaian AI

AI Hentai Generator

AI Hentai Generator

Menjana ai hentai secara percuma.

Artikel Panas

R.E.P.O. Kristal tenaga dijelaskan dan apa yang mereka lakukan (kristal kuning)
3 minggu yang laluBy尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
R.E.P.O. Tetapan grafik terbaik
3 minggu yang laluBy尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
R.E.P.O. Cara Memperbaiki Audio Jika anda tidak dapat mendengar sesiapa
3 minggu yang laluBy尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
WWE 2K25: Cara Membuka Segala -galanya Di Myrise
3 minggu yang laluBy尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌

Alat panas

Hantar Studio 13.0.1

Hantar Studio 13.0.1

Persekitaran pembangunan bersepadu PHP yang berkuasa

Muat turun versi mac editor Atom

Muat turun versi mac editor Atom

Editor sumber terbuka yang paling popular

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

Alat pembangunan web visual

ZendStudio 13.5.1 Mac

ZendStudio 13.5.1 Mac

Persekitaran pembangunan bersepadu PHP yang berkuasa

EditPlus versi Cina retak

EditPlus versi Cina retak

Saiz kecil, penyerlahan sintaks, tidak menyokong fungsi gesaan kod