MUTEXLOCK

MUTEXLOCK

关注
发信
关注(28)粉丝(399)

生产者与消费者问题，C++利用bind基于对象实现与面向对象实现

body, table{font-family: 微软雅黑; font-size: 10pt}
table{border-collapse: collapse; border: solid gray; border-width: 2px 0 2px 0;}
th{border: 1px solid gray; padding: 4px; background-color: #DDD;}
td{border: 1px solid gray; padding: 4px;}
tr:nth-child(2n){background-color: #f8f8f8;}

基于对象：
Noncopyable.h MutexLock.h
#ifndef __NONCOPYABLE_H__
#define __NONCOPYABLE_H__
#include<iostream>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class Noncopyable
        {
                protected:
                        Noncopyable(){}
                        ~Noncopyable(){}
                private:
                        Noncopyable(const Noncopyable&);
                        Noncopyable& operator=(const Noncopyable&);
        };
};
#endif

#ifndef __MUTEXLOCK_H__
#define __MUTEXLOCK_H__
#include<iostream>
#include"Noncopyable.h"
#include<pthread.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class MutexLock:private Noncopyable
        {
                public:
                        MutexLock();
                        ~MutexLock();
                        void lock();
                        void unlock();
                        pthread_mutex_t* getMutexPtr();
                private:
                        pthread_mutex_t _mutex;
        };
};
#endif

Condition.h Buffer.h
#ifndef __CONDITION_H__
#define __CONDITION_H__
#include<iostream>
#include"Noncopyable.h"
#include<pthread.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class MutexLock;
        class Condition:private Noncopyable
        {
                public:
                        Condition(MutexLock& mutex):_mutex(mutex)
                        {
                                pthread_cond_init(&_cond,NULL);
                        }
                        ~Condition();
                        void wait();
                        void notify();
                        void notifyall();
                private:
                        pthread_cond_t _cond;
                        MutexLock& _mutex;
        };
};
#endif

#ifndef __BUFFER_H__
#define __BUFFER_H__
#include<iostream>
#include"MutexLock.h"
#include"Condition.h"
#include<queue>
using namespace std;
namespace meihao
{
        typedef int DataType;
        class Buffer
        {
                public:
                        Buffer(int);
                        ~Buffer();
                        void push(DataType);
                        DataType pop();
                        bool full();
                        bool empty();
                private:
                        MutexLock _mutex;
                        Condition _notFull;
                        Condition _notEmpty;
                        queue<DataType> _que;
                        int _size;
        };
};
#endif

thread.h MutexLock.cpp
#ifndef __THREAD_H__
#define __THREAD_H__
#include<iostream>
#include<pthread.h>
#include<functional>
#include"Noncopyable.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        typedef std::function<void()> ThreadCallback;
        class Thread:private Noncopyable
        {
                public:
                        Thread(ThreadCallback cb):_pthId(0),_isRunning(false),_cb(cb){}
                        ~Thread();
                        void start();
                        void join();
                        static void* threadFunc(void*);
                private:
                        pthread_t _pthId;
                        bool _isRunning;
                        ThreadCallback _cb;
        };
};
#endif

#include<iostream>
#include"MutexLock.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        MutexLock::MutexLock()
        {
                pthread_mutex_init(&_mutex,NULL);
        }
        MutexLock::~MutexLock()
        {
                pthread_mutex_destroy(&_mutex);
        }
        void MutexLock::lock()
        {
                pthread_mutex_lock(&_mutex);
        }
        void MutexLock::unlock()
        {
                pthread_mutex_unlock(&_mutex);
        }
        pthread_mutex_t* MutexLock::getMutexPtr()
        {
                return &_mutex;
        }
};

Condition.cpp Buffer.cpp
#include<iostream>
#include"Condition.h"
#include"MutexLock.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        Condition::~Condition()
        {
                pthread_cond_destroy(&_cond);
        }
        void Condition::wait()
        {
                pthread_cond_wait(&_cond,_mutex.getMutexPtr());
        }
        void Condition::notify()
        {
                pthread_cond_signal(&_cond);
        }
        void Condition::notifyall()
        {
                pthread_cond_broadcast(&_cond);
        }
};

#include<iostream>
#include"Buffer.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        Buffer::Buffer(int size):_mutex(),_notFull(_mutex),_notEmpty(_mutex),_size(size){}
        Buffer::~Buffer(){}
        bool Buffer::full()
        {
                return _size == _que.size();
        }
        bool Buffer::empty()
        {
                return _que.size() == 0;  // 这个地方脑子坏了，写成_size == 0;  导致后面pop等待作废
        }
        void Buffer::push(DataType value)
        {
                _mutex.lock();
                if(full())
                {
                        _notFull.wait();  // 等待条件变量，队列没有满，唤醒
                }
                _que.push(value);
                cout<<"prodece a num "<<value<<endl;
                _notEmpty.notify();  // 有一个元素进队列，_notEmpty的条件变量满足
                _mutex.unlock();
        }
        DataType Buffer::pop()
        {
                _mutex.lock();
                if(empty())
                {
                        _notEmpty.wait();  // 等待不空的条件变量_notEmpty满足
                }
                DataType tmp = _que.front();
                _que.pop();
                cout<<"consumer a num "<<tmp<<endl;
                _notFull.notify();
                _mutex.unlock();
                return tmp;
        }
};

thread.cpp test.cpp
#include<iostream>
#include"Thread.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        Thread::~Thread()
        {
                pthread_detach(_pthId);
        }
        void Thread::start()
        {
                pthread_create(&_pthId,NULL,&Thread::threadFunc,this);  // 调用成员函数的this指针也要传递过去
                _isRunning = true;
        }
        void Thread::join()
        {
                if(_isRunning)
                {
                        pthread_join(_pthId,NULL);
                        _isRunning = false;
                }
        }
        void* Thread::threadFunc(void* arg)
        {
                Thread* pthread = static_cast<Thread*> (arg);
                if(NULL!=pthread)
                {
                        pthread->_cb();
                }
        }
};

#include<iostream>
#include"Buffer.h"
#include<time.h>
#include<unistd.h>
#include"Thread.h"
using namespace std;
struct Producer
{
        void produce(meihao::Buffer& buffer)
        {
                ::srand(time(NULL));
                int i = 0;
                while(i<5)
                {
                        int num = rand()%100;
                        buffer.push(num);
                        //cout<<"prodece a num "<<num<<endl;  // 放在这里可能导致不一致了
                        sleep(1);
                        i++;
                }
        }
};
struct Consumer
{
        void consumer(meihao::Buffer& buffer)
        {
                int i = 0;
                while(i<5)
                {
                        int num = buffer.pop();
                        //cout<<"consumer a num "<<num<<endl;
                        sleep(2);
                        i++;
                }
        }
};
int main()
{
        Producer p1;
        Consumer c1;
        meihao::Buffer buffer(5);
        meihao::Thread produceThread(bind(&Producer::produce,&p1,ref(buffer))); 
        //生产者线程
        meihao::Thread consumThread(bind(&Consumer::consumer,&c1,ref(buffer)));
        //消费者线程
        produceThread.start();
        consumThread.start();
        produceThread.join();
        consumThread.join();
        return 0;
}

面向对象：
Nocopyable.h MutexLock.h
#ifndef __NONCOPYABLE_H__
#define __NONCOPYABLE_H__
#include<iostream>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class Noncopyable
        {
                protected:
                        Noncopyable(){}
                        ~Noncopyable(){}
                private:
                        Noncopyable(const Noncopyable&);
                        Noncopyable& operator=(const Noncopyable&);
        };
};
#endif

#ifndef __MUTEXLOCK_H__
#define __MUTEXLOCK_H__
#include<iostream>
#include"Noncopyable.h"
#include<pthread.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class MutexLock:private Noncopyable
        {
                public:
                        MutexLock();
                        ~MutexLock();
                        void lock();
                        void unlock();
                        pthread_mutex_t* getMutexPtr();
                private:
                        pthread_mutex_t _mutex;
        };
};
#endif

Condition.h Buffer.h
#ifndef __CONDITION_H__
#define __CONDITION_H__
#include<iostream>
#include"Noncopyable.h"
#include<pthread.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class MutexLock;
        class Condition:private Noncopyable
        {
                public:
                        Condition(MutexLock& mutex):_mutex(mutex)
                        {
                                pthread_cond_init(&_cond,NULL);
                        }
                        ~Condition();
                        void wait();
                        void notify();
                        void notifyall();
                private:
                        pthread_cond_t _cond;
                        MutexLock& _mutex;
        };
};
#endif

#ifndef __BUFFER_H__
#define __BUFFER_H__
#include<iostream>
#include"MutexLock.h"
#include"Condition.h"
#include<queue>
using namespace std;
namespace meihao
{
        typedef int DataType;
        class Buffer
        {
                public:
                        Buffer(int);
                        ~Buffer();
                        void push(DataType);
                        DataType pop();
                        bool full();
                        bool empty();
                private:
                        MutexLock _mutex;
                        Condition _notFull;
                        Condition _notEmpty;
                        queue<DataType> _que;
                        int _size;
        };
};
#endif

Thread.h ProduceThread.h
#ifndef __THREAD_H__
#define __THREAD_H__
#include<iostream>
#include"Noncopyable.h"
#include<pthread.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        class Thread:private Noncopyable
        {
                public:
                        Thread();
                        void start();
                        void join();
                        virtual void run() = 0;
                        virtual ~Thread();
                        static void* threadFunc(void*);
                private:
                        pthread_t _pthId;
                        bool _isRunning;
        };
};
#endif

#ifndef __PRODUCETHREAD_H__
#define __PRODUCETHREAD_H__
#include<iostream>
#include"thread.h"
#include"Buffer.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        class ProduceThread:public Thread
        {
                public:
                        ProduceThread(Buffer& buff):_buff(buff){}
                        void run();
                private:
                        Buffer& _buff;
        };
};
#endif

ConsumerThread.h thread.cpp
#ifndef __CONSUMERTHREAD_H__
#define __CONSUMERTHREAD_H__
#include<iostream>
#include"thread.h"
#include"Buffer.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        class ConsumerThread:public Thread
        {
                public:
                        ConsumerThread(Buffer& buff):_buff(buff){}
                        void run();
                private:
                        Buffer& _buff;
        };
};
#endif

#include<iostream>
#include"thread.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        Thread::Thread():_pthId(0),_isRunning(false){}
        void Thread::start()
        {
                pthread_create(&_pthId,NULL,&Thread::threadFunc,this);
                _isRunning = true;
        }
        void Thread::join()
        {
                if(_isRunning)
                {
                        pthread_join(_pthId,NULL);
                }
        }
        Thread::~Thread()
        {
                pthread_detach(_pthId);
        }
        void* Thread::threadFunc(void* arg)
        {
                Thread* pthread = static_cast<Thread*> (arg);
                if(NULL!=pthread)
                {
                        pthread->run();
                }
        }
};

ProduceThread.cpp ConsumerThread.cpp
#include<iostream>
#include"ProduceThread.h"
#include<time.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        void ProduceThread::run()
        {
                ::srand(time(NULL));
                int i = 0;
                while(i<5)
                {
                        int num = ::rand()%100;
                        _buff.push(num);
                        cout<<"produce a num "<<num<<endl;
                        sleep(1);
                        i++;
                }
        }
};
#include<iostream>
#include"ConsumerThread.h"
#include<unistd.h>
using namespace std;
namespace meihao
{
        void ConsumerThread::run()
        {
                int i = 0;
                while(i<5)
                {
                        int num = _buff.pop();
                        cout<<"Consumer a num "<<num<<endl;
                        sleep(2);
                i++;
                }
        }
};
MutexLock.cpp Condition.cpp
#include<iostream>
#include"MutexLock.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        MutexLock::MutexLock()
        {
                pthread_mutex_init(&_mutex,NULL);
        }
        MutexLock::~MutexLock()
        {
                pthread_mutex_destroy(&_mutex);
        }
        void MutexLock::lock()
        {
                pthread_mutex_lock(&_mutex);
        }
        void MutexLock::unlock()
        {
                pthread_mutex_unlock(&_mutex);
        }
        pthread_mutex_t* MutexLock::getMutexPtr()
        {
                return &_mutex;
        }
};
#include<iostream>
#include"Condition.h"
#include"MutexLock.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        Condition::~Condition()
        {
                pthread_cond_destroy(&_cond);
        }
        void Condition::wait()
        {
                pthread_cond_wait(&_cond,_mutex.getMutexPtr());
        }
        void Condition::notify()
        {
                pthread_cond_signal(&_cond);
        }
        void Condition::notifyall()
        {
                pthread_cond_broadcast(&_cond);
        }
};
Buffer.cpp test.cpp
#include<iostream>
#include"Buffer.h"
using namespace std;
namespace meihao
{
        Buffer::Buffer(int size):_mutex(),_notFull(_mutex),_notEmpty(_mutex),_size(size){}
        Buffer::~Buffer(){}
        bool Buffer::full()
        {
                return _size == _que.size();
        }
        bool Buffer::empty()
        {
                return _que.size() == 0;  // 这个地方脑子坏了，写成_size == 0;  导致后面pop等待作废
        }
        void Buffer::push(DataType value)
        {
                _mutex.lock();
                if(full())
                {
                        _notFull.wait();  // 等待条件变量，队列没有满，唤醒
                }
                _que.push(value);
                _notEmpty.notify();  // 有一个元素进队列，_notEmpty的条件变量满足
                _mutex.unlock();
        }
        DataType Buffer::pop()
        {
                _mutex.lock();
                if(empty())
                {
                        _notEmpty.wait();  // 等待不空的条件变量_notEmpty满足
                }
                DataType tmp = _que.front();
                _que.pop();
                _notFull.notify();
                _mutex.unlock();
                return tmp;
        }
};
#include<iostream>
#include"ProduceThread.h"
#include"ConsumerThread.h"
using namespace std;
int main()
{
        meihao::Buffer buffer(10);
        meihao::Thread* produce = new meihao::ProduceThread(buffer);
        meihao::Thread* consumer = new meihao::ConsumerThread(buffer);
        produce->start();
        consumer->start();
        produce->join();
        consumer->join();
        delete produce;
        delete consumer;
        return 0;
}

05-11 22:08
Powered by LMLPHP ©2024 MUTEXLOCK 0.056702