Question

我想知道这是否是在C ++中编写线程安全队列的正确方法？

template <class T>
class Queue
{
public:

Queue() {}

void Push(T& a)
{
    m_mutex.lock();
    m_q.push_back(a);
    m_mutex.unlock();
}

T& Pop()
{
    m_mutex.lock();
    T& temp = m_q.pop();
    m_mutex.unlock();
    return temp;
}

private:
    std::queue<t> m_q;
    boost::mutex m_mutex;
};

你明白了......我只是想知道这是不是最好的方法。谢谢！

修改由于我遇到的问题，我想澄清互斥是一个提升::互斥

Answer 1

我建议使用the Boost threading libraries来帮助您解决此问题。

您的代码很好，除非您使用C ++编写代码，例如

some_mutex.lock();
// do something
some_mutex.unlock();

然后如果// do something部分中的代码抛出异常，则永远不会释放锁。 Boost库使用诸如lock_guard之类的类来解决这个问题，在其中初始化一个在其构造函数中获取锁的对象，并且其析构函数释放锁。这样你就知道你的锁将永远被释放。其他语言通过try / finally语句实现此目的，但C ++不支持此构造。

特别是，当您尝试从没有元素的队列中读取时会发生什么？这会引发异常吗？如果是这样，那么你的代码会遇到问题。

当试图获得第一个元素时，你可能想要检查是否存在某些东西，然后如果不存在就去睡觉并等到某个东西。这是一个condition对象的作业，也是由Boost库提供的，但如果您愿意，可以在较低级别使用。

Answer 2

Herb Sutter去年在Dobbs Journal博士写了excellent article，涵盖了线程安全，无锁，单生产者，单一消费者队列实施的所有主要问题。（这对上个月发布的实施做了更正。）

他的followup article在下一期中针对多用户并发队列解决了更通用的方法，并对潜在的陷阱和性能问题进行了全面讨论。

类似的并发主题有a few more articles。

享受。

Answer 3

从线程角度来看，这看起来适合于简单的，线程安全的队列。

但确实有一个问题：std :: queue的pop（）不会返回从队列中弹出的元素。你需要做的是：

T Pop()
{
    m_mutex.lock();
    T temp = m_q.front();
    m_q.pop();
    m_mutex.unlock();
    return temp;
}

在这种情况下，您不希望返回引用，因为引用的元素正从队列中弹出并被销毁。

你还需要有一些公共的Size（）函数来告诉你队列中有多少个元素（或者你需要优雅地处理调用Pop（）并且没有元素的情况。队列）。

编辑尽管如此，正如Eli Courtwright指出的那样，你必须小心抛出异常的队列操作，使用Boost是一个好主意。

Answer 4

取决于你的目标。以这种方式制作，你将让你的“读者”客户端阻止你的“作家”客户端。您可能需要考虑使用“条件”来避免死锁等。

Answer 5

您尝试实施的方法是锁定方法。它会工作，除非你使用普通的系统提供的“互斥”对象，它的性能可能会令人失望（它的锁定解锁开销非常高）。很难说它是好还是不好，因为我们不知道你的性能要求和期望是什么。

由于您在代码的“锁定”段中执行的操作相当快，因此使用自旋锁而不是真正的互斥锁或两者的组合可能是有意义的。这将为您提供更好的性能。然后，也许你的“互斥体”已经实现了所有这些（无法知道，因为你没有提供关于该名称背后隐藏的内容的详细信息）。

最后，如果您正在寻找最佳性能，您可能想要了解无锁同步方法，这是一个完全不同的故事。无锁方法通常要难以实现。

Answer 6

正如Jean-Lou Dupont指出的那样，您当前的代码很容易出现死锁。当我这样做时，我使用了三个锁：两个计数的信号量和一个互斥量。计算出的信号量在以下情况发出信号：

可用于插入对象的空间
至少有一个要从队列中检索的对象

这是线程安全的Queue类的正确方法吗？

6 个答案: