(P15)muduo_base库源码分析:BlockinngQueue(无界阻塞队列),BoundedBlockingQueue(有界阻塞队列)

本文主要是介绍(P15)muduo_base库源码分析:BlockinngQueue(无界阻塞队列),BoundedBlockingQueue(有界阻塞队列),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

    • 1.BlockinngQueue(无界阻塞队列)
    • 2.BoundedBlockingQueue(有界阻塞队列)

1.BlockinngQueue(无界阻塞队列)

BlockinngQueue代表无界队列,BoundedBlockingQueue代表有界队列,因为有界队列多了:一个需要判断队列是否为满的条件和一个NotFull的条件变量

  • 为了保证生产者线程和消费者线程安全访问队列,可以使用信号量和条件变量对队列进行同步。
    在这里插入图片描述
  • 使用信号量的方式(1)队列是有界的
size:队列的大小;
2个信号量:semFull(size)表示初始状态队列是空的,可以生产的产品个数=size;
semEmpty(0)表示初始状态队列是空的,可以消费的产品个数=0;
生产者线程如何操作队列?
//生产者
p(semFull)
//若队列不满,则可以生产产品,直到生产满了,那么p(semFull)操作就会阻塞;
queue.push(x)
//一旦生产了一个产品,队列就不为空了,有产品可以消费了,通知消费者线程可以消费了;
v(semEmpty)//消费者
//若队列中没有产品可以消费,则p(semEmpty)则会阻塞
p(semEmpty)
x = queue.pop()
//消费完产品则会腾出一个新的空间,能容纳新的产品
v(semFull)若是多线程,则需要增加mutex对队列增加保护
size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex//生产者
p(semFull)
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
v(semEmpty)//消费者
p(semFull)
lock(mutex)
queue.pop(x)
unlock(mutex)
v(semFull)

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • 使用信号量的方式(2)队列是无界的
无界的话,则不需要判断队列是否已经是满的
若是多线程,则需要增加mutex对队列增加保护
size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex//生产者
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
v(semEmpty)//消费者
p(semFull)
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)

在这里插入图片描述

  • 使用条件变量的方式(1)队列是无界的
    先理解无界,再理解有界。无界只需要判断队列是否为空,有界需要在无界判断的基础上,需要多判断一个队列是否为满(无界用了一个条件变量,有界用了2个条件变量);
无界的话,则不需要判断队列是否已经是满的
若是多线程,则需要增加mutex对队列增加保护
size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex
notEmpty是条件变量//生产者
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
//向消费者线程发起通知,可以消费产品了,队列不为空了
notEmpty.signal()//消费者
//等待条件变量,等待队列不为空,队列为空,则需要等待
//不用if,防止虚假唤醒
while(queue.empty())
{notEmpty.wait()//生产者一旦生产产品notEmpty.signal(),队列就不为空了,等待将被唤醒
}
lock(mutex)
queue.pop(x)
unlock(mutex)

在这里插入图片描述

  • 使用条件变量的方式(2)队列是有界的
有界的话,则需要判断队列是否已经是满的size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex
notEmpty,notFull是条件变量//生产者
//队列已经满了需要等待条件满足
while(queue.Full())
{notFull.wait();
}
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
//向消费者线程发起通知,可以消费产品了,队列不为空了
notEmpty.signal()//消费者
//等待条件变量,等待队列不为空,队列为空,则需要等待
//不用if,防止虚假唤醒
while(queue.empty())
{notEmpty.wait()//生产者一旦生产产品notEmpty.signal(),队列就不为空了,等待将被唤醒
}
lock(mutex)
queue.pop(x)
unlock(mutex)
//消费一个产品,意味着队列不满
notFull.signal()

在这里插入图片描述

  • eg:src\15\jmuduo\muduo\base\BlockingQueue.h

  • eg测试:src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BlockingQueue_test.cc

  • 测试:生产者添加了产品,时间片恰好切换到了消费者线程,所以造成了消费者线程先打印了。一般情况都是消费者线程后打印才对。
    在这里插入图片描述

  • eg测试:src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BlockingQueue_bench.cc
    src\15\jmuduo\muduo\base\tests\CMakeLists.txt

  • 测试:
    在这里插入图片描述

2.BoundedBlockingQueue(有界阻塞队列)

  • 类图
    在这里插入图片描述

  • 环形缓冲区circular_buffer
    头部表示读的位置,尾部表示写的位置;
    写的指针不能赶上读的指针;
    缓冲区写满了,则不应该再写了,加入1号产品被消费走了,则我才可以继续写;
    在这里插入图片描述

  • eg:src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BoundedBlockingQueue_test.cc

  • eg测试:src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BoundedBlockingQueue_test.cc

  • 测试:生产到20个产品就阻塞了,使得消费者得去消费产品,生产者才可以继续生产产品
    在这里插入图片描述

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