1 背景

• STL的容器不是線程安全的，我們經(jīng)常會有需求要求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線程安全，比如寫生產(chǎn)者消費(fèi)者模型的時候，就要求隊(duì)列線程安全。
• 利用std::queue和C++線程標(biāo)準(zhǔn)庫的一些組件（mutex，condition_variable），可以寫一個線程安全的隊(duì)列ConcurrenceQueue。

2 思路梳理

需要4個函數(shù)

• push，入隊(duì)；
• pop，出隊(duì)并返回原來對頭的元素，如果為隊(duì)空則阻塞；
• tryPop，出隊(duì)并返回原來對頭的元素，如果隊(duì)空返回空（使用智能指針作返回類型），非阻塞；
• empty，返回是否為空，實(shí)則沒啥用，多線程條件下判空，下一瞬間另一線程就可能push進(jìn)去東西了。

3 實(shí)現(xiàn)代碼

#ifndef __CONCURRENCEQUEUE_H__
#define __CONCURRENCEQUEUE_H__
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <deque>
#include <queue>
#include <memory>template<typename DATATYPE, typename SEQUENCE = std::deque<DATATYPE>>
class ConcurrenceQueue 
{
public:ConcurrenceQueue() = default;ConcurrenceQueue(const ConcurrenceQueue & other){std::lock_guard<std::mutex> lg(other.m_mutex);m_data = other.m_data;}ConcurrenceQueue(ConcurrenceQueue &&) = delete;ConcurrenceQueue & operator= (const ConcurrenceQueue &) = delete;~ConcurrenceQueue() = default;bool empty() const {std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);return m_data.empty();}void push(const DATATYPE & data) {std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);m_data.push(data);m_cond.notify_one();}void push(DATATYPE && data) {std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);m_data.push(std::move(data));m_cond.notify_one();}std::shared_ptr<DATATYPE> tryPop() {  // 非阻塞std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);if (m_data.empty()) return {};auto res = std::make_shared<DATATYPE>(m_data.front());m_data.pop();return res;}std::shared_ptr<DATATYPE> pop() {  // 非阻塞std::unique_lock<std::mutex> lg(m_mutex);m_cond.wait(lg, [this] { return !m_data.empty(); });auto res = std::make_shared<DATATYPE>(std::move(m_data.front()));m_data.pop();return res;}private:std::queue<DATATYPE, SEQUENCE> m_data;mutable std::mutex m_mutex;std::condition_variable m_cond;
};
#endif

?4 測試

全局的：

ConcurrenceQueue<int> g_queue;void producer() 
{    for (int i = 0; i < 100; ++i) {g_queue.push(i);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));}
}void consumer1() 
{while (1) {std::printf("[1]  -------   %d\n", *g_queue.pop());}
}void consumer2() 
{while (1) {auto front = g_queue.tryPop();std::printf("[2]  -------   %d\n", front ? *front : -1);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));}
}

測試 1：（消費(fèi)者阻塞式消費(fèi)）

int main () 
{std::thread t1(producer);std::thread t2(consumer1);t1.join();t2.join();return 0;
}

測試 2：（消費(fèi)者非阻塞式消費(fèi)，但要sleep輪詢）

int main () 
{std::thread t1(producer);std::thread t2(consumer2);t1.join();t2.join();return 0;
}