C++多线程实战： 实现简单的生产者-消费者模式

前言

最近在复习C++多线程方面的知识，借此机会实现了生产者-消费者模式。

1. 生产者/消费者模式介绍

本次实现的生产者消费模式，读者可以类比馒头生产和销售。馒头生产最多存储10个大馒头，再多就不新鲜了，哈哈。这里以c++ 容器 deque来保存生产的馒头，详细的过程参考代码实现中的注释即可。

2. 生产者/消费者模式实现

	std::deque<int> deqProducts;//保存生产的商品
	static int PRODUCT_MAX_NUM = 10;//deqProducts中最大商品数量
	bool bTerminate = false;//消费者是否停止买商品， false-可以继续买，true - 停止买商品
	std::mutex mProducer, mConsumer, mPrint;//互斥信号量：生产者，消费者，客户端打印
	std::condition_variable cvProducer, cvConsumer;//条件变量：生产者、消费者
	//生产者生产过程
	auto producer = [&](int i) {
		std::unique_lock<std::mutex> uLock(mProducer);
		while (deqProducts.size() > PRODUCT_MAX_NUM) {
			cvProducer.wait(uLock);//队列已满，等待消费者消费后才能继续生产商品；
		}

		//为客户端打印添加临界区，避免打印乱行
		mPrint.lock();
		std::cout << "Producer will produce product: " << i << std::endl;
		mPrint.unlock();

		deqProducts.push_back(i);//生产产品并保存到列表
		cvConsumer.notify_all();//产品列表不为空，通知消费者可以购买商品了
	};
	//消费者购买商品过程
	auto consumer = [&]() {
		while (true) {//第一层无限循环，无数消费者排队买商品
			std::unique_lock<std::mutex> uLock(mConsumer);
			while (deqProducts.empty() && !bTerminate) {
				cvConsumer.wait(uLock);//商品列表为空且还未停止售卖商品，消费者需要等待生产者生产出商品。
			}
			
			if (bTerminate) {
				break;//已停止售卖商品，遣散还在排队的消费者们
			}
			
			int product = deqProducts.front();
			deqProducts.pop_front();//一个消费者购买了一个商品
			
			//为客户端打印添加临界区，避免打印乱行
			mPrint.lock();
			std::cout << "Consumer already consume product: " << product << std::endl;
			mPrint.unlock();

			cvProducer.notify_all();//消费者已消费一个商品，通知生产者可以继续生产了
		}
	};

	std::vector<std::thread> vecThProducers;//众多的生产者们
	vecThProducers.reserve(PRODUCT_MAX_NUM);//限制最多10个生产者

	std::thread thConsumer = std::thread(consumer);//一个消费者

	for (int i = 0; i < PRODUCT_MAX_NUM; i++) {
		vecThProducers.push_back(std::thread(producer, i + 1));
	}

	std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(5000));
	bTerminate = true;//商品仅允许售卖5s
	std::cout << "main - bTerminate:" << bTerminate << std::endl;
	cvConsumer.notify_all();//通知消费者时间已到，商品停止售卖

	thConsumer.join();
	for (auto& thProducer : vecThProducers) {
		thProducer.join();
	}

总结

上述实例仅仅用于展示复习的多线程知识点：std::thread, std::mutex, std::condition_variable，希望也能对各位读者有点帮助，如有错误，欢迎指正啊。