做单页网站的软件,竞价关键词优化软件,国外域名注册哪家比较好,洛阳网络科技有限公司排名前言 这是之前基于阻塞队列的生产消费模型中Enqueue的代码 void Enqueue(const T in) // 生产者用的接口{pthread_mutex_lock(_mutex);while(IsFull())//判断队列是否已经满了{pthread_cond_wait(_product_cond, _mutex); //满的时候就在此情况下等待// 1.…前言 这是之前基于阻塞队列的生产消费模型中Enqueue的代码 void Enqueue(const T in) // 生产者用的接口{pthread_mutex_lock(_mutex);while(IsFull())//判断队列是否已经满了{pthread_cond_wait(_product_cond, _mutex); //满的时候就在此情况下等待// 1. pthread_cond_wait调用是: a. 让调用进程等待 b. 自动释放曾经持有的_mutex锁}// 进行生产_bq.push(in);// 通知消费者来消费pthread_cond_signal(_consumer_cond);pthread_mutex_unlock(_mutex);}
缺点 当一个线程往阻塞队列中插入时必须要满足一个条件临界资源还没满否则就需要放到条件变量的等待队列中去。 而判断临界资源是否为满需要先申请锁(检测临界资源的本质也是在访问临界资源)然后再进入临界区访问临界资源才能判断临界资源是否为满。 那么只要我们对临界资源整体加锁就默认会对这个临界资源整体使用(吗)。实际上可能是一份临界资源被划分为多个不同的区域而且运行多个线程同时访问不同的区域。 在访问临界资源之前我们无法知道临界资源的情况。 多个线程不能同时访问临界资源的不同区域。 1.信号量
1.1信号量的概念
我们之前在学进程间通信时简单介绍过信号量。 信号量信号量的本质其实是一计数器这一计数器的作用是用来描述临界资源中资源数量的多少 申请信号量的本质其实就是对临界资源中特定的小块资源的预定机制。(资源不一定被我持有才是我的只要我预定了在未来的某个时间就是我的) 信号量也是一种互斥量只要申请到信号量的线程在未来一定能够拥有一份临界资源。
假如要让多个线程同时去访问一块划分为n个区域的临界资源 创建一个信号量值为n 每来一个访问临界资源的线程都要先去申请信号量(信号量的值n--)申请后才能访问 当n被减到0时说明临界资源中各个区域都有线程在访问资源其它想要访问临界资源的线程就得阻塞等待等这n个区域中的某个线程访问完将这个区域空出来才行(信号量的值n) 信号量解决了上面提到的问题 线程不用访问临界资源就能知道资源的使用情况 (信号量申请成功就一定有资源可以使用申请失败则说明条件不满足只能阻塞等待) 注意所有线程都得能看到信号量信号量是一个公共资源涉及到线程安全问题
信号量的基本操作就是对信号量进行或--而这两个操作时原子的 P操作信号量--就是在申请资源(此操作必须时原子的) V操作信号量返回资源(此操作也需是原子的) 1.2信号量的接口 信号量的使用需要引头文件semaphore.h还需要链接原生线程库-pthread sem_t sem;//创建信号量 初始化信号量
man sem_init 参数 sem:信号量指针 pshared:0表示线程间共享非0表示进程间共享。(一般情况下为0) value:信号量初始值也就是计数器的值 返回值类型int成功返回0失败返回-1并将 errno 设置为指示错误 申请信号量P操作计数器--
man sem_wait 参数 sem:信号量指针 返回值成功返回0失败返回-1设置errno 发布信号量V操作计数器
man sem_post 参数 sem:信号量指针 返回值成功返回0失败返回-1设置errno 信号量销毁
man sem_destroy 参数 sem:信号量指针 返回值成功返回0失败返回-1设置errno 2.基于环形队列的生产者消费者模型
POSIX信号量和SystemV信号量作用相同都是用于同步操作达到无冲突的访问共享资源的目的但是POSIX可用于线程间同步
2.1分析
环形队列 这里的环形队列用数组来模拟取模来模拟其环状特性 当环形队列为空时头尾都指向同一个位置当环形队列为满时头尾也指向同一个位置。这样不好判断为空或为满可以通过加计数器或者标记位来判断满或空也可以预留一个空位作为满状态 但是我们现在有信号量这个计数器就很简单的进行多线程间的同步过程 单生产和单消费两线程在访问环形队列时生产者负责向环形队列中生产数据消费者负责从环形队列中消费数据。
那么生产者和消费者什么时候会访问同一个位置呢当环形队列为空/为满的时候 那么如果环形队列一定不为空一定不为满时生产者、消费者的下标指向不是同一个位置
生产和消费的动作可以真正并发吗是的
环形队列的生产者消费者模型还需要两个必要条件 1.生产者不能把消费者超过一个圈以上(当环形队列满了后生产者继续生产那么生产者生产的数据会覆盖消费者还未消费的消费者就无法消费被覆盖的数据了) 2.消费者不能超过生产者(生产者还没生产消费者无法消费。当消费者超过生产者时消费者访问的区域无数据) 对于生产者而言它最关心的是空间 空间资源可以定义一个信号量用来统计空闲空间的个数 对于消费者而言它最关心的是数据 数据资源也可以用一个信号量来统计数据个数 所以生产者每次访问临界资源之前需要先申请空间资源的信号量申请到才可以进行生产不然就得老实的阻塞等待
消费者也一样访问临界资源之前要先申请数据资源的信号量申请成功才能够去消费数据不然还是阻塞等待 空间资源信号量的申请(P)由生产者进行归还(V)由消费者进行 数据资源信号量的申请(P)由消费者进行归还(V)由生产者进行 伪代码
生产者 P(room);//申请空间资源 //信号量申请成功继续向下运行失败则阻塞 ringbuffer[p_index] x; p_index; p_index%10; V(data); 消费者 P(data);//申请数据资源 //信号量申请成功——数据资源一定存在 out ringbuffer[c_index]; c_index; c_index%10;\ V(room); 2.2代码
ringqueue.hpp
#include iostream
#include string
#include vector
#include semaphore.h
#include pthread.htemplatetypename T
class RingQueue
{
private:void P(sem_t sem)//申请信号量P操作{sem_wait(sem);}void V(sem_t sem)//发布信号量V操作{sem_post(sem);}void Lock(pthread_mutex_t mutex)//加锁{pthread_mutex_lock(mutex);}void UnLock(pthread_mutex_t mutex)//解锁{pthread_mutex_unlock(mutex);}
public:RingQueue(int cap):_rq(cap),_cap(cap),_productor_step(0),_consumer_step(0){sem_init(_room_sem,0,_cap);sem_init(_data_sem,0,0);pthread_mutex_init(_productor_mutex,nullptr);pthread_mutex_init(_consumer_mutex,nullptr);}void Enqueue(const Tin){P(_room_sem);Lock(_productor_mutex);//开始生产_rq[_productor_step] in;_productor_step % _cap;//环形队列UnLock(_productor_mutex);V(_data_sem);}void Pop(T *out){P(_data_sem);Lock(_consumer_mutex);//消费*out _rq[_consumer_step];_consumer_step;_consumer_step%_cap;UnLock(_consumer_mutex);V(_room_sem);}~RingQueue(){sem_destroy(_room_sem);sem_destroy(_data_sem);pthread_mutex_destroy(_productor_mutex);pthread_mutex_destroy(_consumer_mutex);}
private:std::vectorT _rq;int _cap;int _productor_step;//生产者步数int _consumer_step;//消费者步数//定义信号量sem_t _room_sem;//空间信号量生产者关心sem_t _data_sem;//数据信号量消费者关心//锁pthread_mutex_t _productor_mutex;pthread_mutex_t _consumer_mutex;
};
thread.hpp
#includeiostream
#includesignal.h
#includeunistd.h
#includefunctional
#includepthread.hnamespace Thread_Module
{template typename Tusing func_t std::functionvoid(T);// typedef std::functionvoid(const T) func_t;template typename Tclass Thread{public:void Excute(){_func(_data);}public:Thread(func_tT func,T data,const std::string threadname none):_threadname(threadname),_func(func),_data(data){}static void* threadrun(void *args)//线程函数{ThreadT *self static_cast ThreadT*(args);self-Excute();return nullptr;}bool Start()//线程启动{int n pthread_create(_tid,nullptr,threadrun,this);if(!n)//返回0说明创建成功{_stop false;//说明线程正常运行return true;}else{return false;}}void Stop(){_stop true;}void Detach()//线程分离{if(!_stop){pthread_detach(_tid);}}void Join()//线程等待{if(!_stop){pthread_join(_tid,nullptr);}}std::string threadname()//返回线程名字{return _threadname;}~Thread(){}private:pthread_t _tid;//线程tidstd::string _threadname;//线程名T _data;//数据func_tT _func;//线程函数bool _stop; //判断线程是否停止 为true(1)停止为false(0)正常运行};
} main.cc
#include ringqueue.hpp
#include Thread.hpp
#includestring
#includevector
#includeunistd.h
#includefunctional
#includepthread.husing namespace Thread_Module;void* consumer(RingQueueint rq)
{while(true){int data;rq.Pop(data);std::cout消费一个数据:datastd::endl;sleep(1);}
}void* productor(RingQueueint rq)
{ int a 1;while(true){rq.Enqueue(a);std::cout生产一个数据 :astd::endl;a;}
}void Comm(std::vectorThreadRingQueueint *threads,int num,RingQueueint rq,func_tRingQueueint func)
{for(int i0;inum;i){std::string name thread-std::to_string(i1);threads-emplace_back(func,rq,name);}
}void ProductorStart(std::vectorThreadRingQueueint *threads,int num,RingQueueint rq)
{Comm(threads,num,rq,productor);
}void ConsumerStart(std::vectorThreadRingQueueint *threads,int num,RingQueueint rq)
{Comm(threads,num,rq,consumer);
}void StartAll(std::vectorThreadRingQueueint threads)
{for(auto thread:threads){std::coutStart:thread.threadname()std::endl;thread.Start();}
}void WaitAllThread(std::vectorThreadRingQueueint threads)
{for(auto thread:threads){thread.Join();}
}int main()
{RingQueueint *rq new RingQueueint(10);std::vectorThreadRingQueueint threads;ProductorStart(threads,1,*rq);ConsumerStart(threads,2,*rq);StartAll(threads);WaitAllThread(threads);return 0;
}
