实现一个生产者消费者队列

时间：2022-06-29 14:53:19
题目：实现一个队列，队列的应用场景为： 

一个生产者线程将int类型的数入列，一个消费者线程将int类型的数出列 。

先做一个线程同步方法的概述：

有以下几种方式保持线程同步：

临界区： 临界区（Critical Section）是一段独占对某些共享资源访问的代码，在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。
管理事件内核对象： 事件内核对象也可以通过通知操作的方式来保持线程的同步。
信号量内核对象： 信号量（Semaphore）内核对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。在用CreateSemaphore（）创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就会减1，只要当前可用资源计数是大于0的，就可以发出信号量信号。但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目，不能在允许其他线程的进入，此时的信号量信号将无法发出。线程在处理完共享资源后，应在离开的同时通过ReleaseSemaphore（）函数将当前可用资源计数加1。在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。
WaitForSingleObject();//等待信号量有效
CreatSemaphore();//申请信号量
OpenSemaphore();//打开信号量
ReleaseSemaphore();//释放信号量

互斥内核对象：
互斥（Mutex）是一种用途非常广泛的内核对象。能够保证多个线程对同一共享资源的互斥访问。 同临界区有些类似，只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有一个， 因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。当前占据资源的线程在任务 处理完后应将拥有的互斥对象交出，以便其他线程在获得后得以访问资源。与其他几种内核对象 不同，互斥对象在操作系统中拥有特殊代码，并由操作系统来管理，操作系统甚至还允许其进行 一些其他内核对象所不能进行的非常规操作。

下面用的是信号量方法，代码如下：

#include<iostream>
#include<process.h>
#include<queue>
#include<Windows.h>
using namespace std;
HANDLE g_hSemaphore=NULL;
const int g_Max=50;
queue<int> g_queuePV;

//生产者线程
unsigned int __stdcall ProducerThread(void* pParam)
{
int n=0;
while(++n<=g_Max)
{
g_queuePV.push(n);
cout<<"Produce"<<n<<endl;
ReleaseSemaphore(g_hSemaphore,1,NULL);
Sleep(300);
}
return 0;
}
//消费者线程
unsigned int __stdcall CustomerThread(void* pParam)
{
int n=g_Max;
while(n--)
{
WaitForSingleObject(g_hSemaphore,10000);
queue<int>::size_type iVal=g_queuePV.front();
g_queuePV.pop();
cout<<"custom"<<iVal<<endl;
Sleep(500);//此处消费者消费线程后，让它休息一下，否则生产者生产的再多，也会被一下子消费完
}
cout<<"working end."<<endl;
return 0;
}
void PVOperationGo()
{
g_hSemaphore=CreateSemaphore(NULL,0,g_Max,NULL);//信号量来维护线程同步
if(NULL==g_hSemaphore)
return ;
cout<<"working start..."<<endl;
HANDLE aryhPV[2];
aryhPV[0]=(HANDLE)_beginthreadex(NULL,0,ProducerThread,NULL,0,NULL);
aryhPV[1]=(HANDLE)_beginthreadex(NULL,0,CustomerThread,NULL,0,NULL);
WaitForMultipleObjects(2,aryhPV,TRUE,INFINITE);
CloseHandle(g_hSemaphore);

}
void main()
{
PVOperationGo();
getchar();
}


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