Linux元件封裝（五）乙個生產者消費者問題示例

生產者消費者問題是計算機中一類重要的模型，主要描述的是：生產者往緩衝區中放入產品、消費者取走產品。生產者和消費者指的可以是執行緒也可以是程序。

生產者消費者問題的難點在於：

為了緩衝區資料的安全性，一次只允許乙個執行緒進入緩衝區，它就是所謂的臨界資源。

生產者往緩衝區放物品時，如果緩衝區已滿，那麼需要等待，一直到消費者取走產品為止。

消費者取走產品時，如果沒有物品，需要等待，一直到有生產者放入為止。

後兩個屬於同步問題，兩類執行緒相互協作，需要兩個條件變數，乙個用於通知生產者放入產品，乙個用來通知消費者取走物品。

生產者執行緒的大概流程是：

1.加鎖

2.如果緩衝區已滿，則等待。

3.放入物品

4.解鎖

5.通知消費者，可以取走產品

1.加鎖

2.緩衝區為空，等待

3.取走物品

4.解鎖

5.通知生產者，可以放入物品

#ifndef buffer_h_

#define buffer_h_#include 
"noncopyable.h
"#include 
"mutexlock.h
"#include 
"condition.h
"#include 
class
buffer : noncopyable
;#endif
//buffer_h_

這裡注意，我們把同步與互斥的操作都放入buffer中，使得生產者和消費者執行緒不必考慮其中細節，這符號軟體設計的「高內聚、低耦合」原則。

還有一點，mutex被宣告為mutable型別，意味著mutex在const函式中仍然可以被改變，這是符合程式的邏輯的。把mutex宣告為mutable，是一種標準實踐。

重點是push和pop的實現：

void buffer::push(int

val)
full_.notify();
}int
buffer::pop()
empty_.notify();
return
temp;
}

這裡注意：

1.條件變數的等待必須使用while，這是一種最佳實踐，原因可見condition的封裝linux元件封裝（二）中條件變數condition的封裝。

2.可以先notify再解鎖，也可以先解鎖。不過推薦先解鎖，原因是如果先notify，喚醒乙個執行緒b，但是還未解鎖，此時如果執行緒切換至剛喚醒的執行緒b，b馬上嘗試lock，但是肯定失敗，然後阻塞，這增加了一次執行緒切換的開銷。

#ifndef workshop_h_

#define workshop_h_#include 
"noncopyable.h
"#include 
"buffer.h
"#include 
class
producerthread;
class
consumerthread;
class
workshop : noncopyable
;#endif
//workshop_h_

這樣就可以方便的指定執行緒的數目。

完整的專案**請參見這裡：生產者消費者完整**

linux執行緒 生產者 消費者

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