C++11:基于std::queue和std::mutex构建一个线程安全的队列
C++中的模板std::queue提供了一个队列容器,但这个容器并不是线程安全的，如果在多线程环境下使用队列，它是不能直接拿来用的。
基于它做一个线程安全的队列也并不复杂。基本的原理就是用std::mutext信号量对std::queue进行访问控制，以保证任何一个线程都是独占式访问，下面是完整的代码。
/*
* threadsafe_queue.h
*
* Created on: 2016年7月26日
* Author: guyadong
*/ #ifndef COMMON_SOURCE_CPP_THREADSAFE_QUEUE_H_
#define COMMON_SOURCE_CPP_THREADSAFE_QUEUE_H_
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <initializer_list>
namespace gdface {
inline namespace mt{
/*
* 线程安全队列
* T为队列元素类型
* 因为有std::mutex和std::condition_variable类成员,所以此类不支持复制构造函数也不支持赋值操作符(=)
* */
template<typename T>
class threadsafe_queue{
private:
// data_queue访问信号量
mutable std::mutex mut;
mutable std::condition_variable data_cond;
using queue_type = std::queue<T>;
queue_type data_queue;
public:
using value_type= typename queue_type::value_type;
using container_type = typename queue_type::container_type;
threadsafe_queue()=default;
threadsafe_queue(const threadsafe_queue&)=delete;
threadsafe_queue& operator=(const threadsafe_queue&)=delete;
/*
* 使用迭代器为参数的构造函数,适用所有容器对象
* */
template<typename _InputIterator>
threadsafe_queue(_InputIterator first, _InputIterator last){
for(auto itor=first;itor!=last;++itor){
data_queue.push(*itor);
}
}
explicit threadsafe_queue(const container_type &c):data_queue(c){}
/*
* 使用初始化列表为参数的构造函数
* */
threadsafe_queue(std::initializer_list<value_type> list):threadsafe_queue(list.begin(),list.end()){
}
/*
* 将元素加入队列
* */
void push(const value_type &new_value){
std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
data_queue.push(std::move(new_value));
data_cond.notify_one();
}
/*
* 从队列中弹出一个元素,如果队列为空就阻塞
* */
value_type wait_and_pop(){
std::unique_lock<std::mutex>lk(mut);
data_cond.wait(lk,[this]{return !this->data_queue.empty();});
auto value=std::move(data_queue.front());
data_queue.pop();
return value;
}
/*
* 从队列中弹出一个元素,如果队列为空返回false
* */
bool try_pop(value_type& value){
std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
if(data_queue.empty())
return false;
value=std::move(data_queue.front());
data_queue.pop();
return true;
}
/*
* 返回队列是否为空
* */
auto empty() const->decltype(data_queue.empty()) {
std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
return data_queue.empty();
}
/*
* 返回队列中元素数个
* */
auto size() const->decltype(data_queue.size()){
std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
return data_queue.size();
}
}; /* threadsafe_queue */
}/* namespace mt */
}/* namespace gdface */
#endif /* COMMON_SOURCE_CPP_THREADSAFE_QUEUE_H_ */
这里只实现了阻塞式的pop函数wait_and_pop,你也可以根据自己的需要对代码进行适当的改造，以符合自己的需求。
(C++11风格代码，在VS2015和gcc5.2.0下编译通过)
因为有std::mutex和std::condition_variable类成员,所以此类不支持复制构造函数也不支持赋值操作符(=)