《C++ Concurrency in Action》笔记15 a thread-safe queue with condition variable

我们在标准std::queue上做出如下修改：

1.将pop()和top()合并为一个函数。

2.新增一个 try_pop()函数，不管是否pop成功都立刻返回。

2.新增一个wait_and_pop()函数，一直等待，直到有元素可以pop。

一个不是很完整的简化示例代码如下：

template
class threadsafe_queue
{
private:
    mutable std::mutex mut;//需要声明为mutable
    std::queue data_queue;
    std::condition_variable data_cond;
public:
    threadsafe_queue()
    {}
    threadsafe_queue(threadsafe_queue const& other)
    {
        std::lock_guard lk(other.mut);//只需锁定对方的mutex
        data_queue = other.data_queue;
    }
    threadsafe_queue& operator=(const threadsafe_queue&) = delete;
    void push(T new_value)
    {
        std::lock_guard lk(mut);
        data_queue.push(new_value);
        data_cond.notify_one();//如果此时队列中已经至少存在一个元素，则函数执行后什么也不影响
    }
    void wait_and_pop(T& value)
    {
        std::unique_lock lk(mut);
        data_cond.wait(lk, [this] {return !data_queue.empty(); });
        value = data_queue.front();
        data_queue.pop();
    }
    std::shared_ptr wait_and_pop()
    {
        std::unique_lock lk(mut);
        data_cond.wait(lk, [this] {return !data_queue.empty(); });
        std::shared_ptr res(std::make_shared(data_queue.front()));
        data_queue.pop();
        return res;
    }
    bool try_pop(T& value)
    {
        std::lock_guard lk(mut);
        if (data_queue.empty())
            return false;
        value = data_queue.front();
        data_queue.pop();
        return true;
    }
    std::shared_ptr try_pop()
    {
        std::lock_guard lk(mut);
        if (data_queue.empty())
            return std::shared_ptr();
        std::shared_ptr res(std::make_shared(data_queue.front()));
        data_queue.pop();
        return res;
    }
    bool empty() const
    {
        std::lock_guard lk(mut);//需要锁定
        return data_queue.empty();
    }
};

那么此时，外界访问这个线程安全的队列的代码可能是这样的：

threadsafe_queue data_queue;
void data_preparation_thread()
{
	while (more_data_to_prepare())
	{
		data_chunk const data = prepare_data();
		data_queue.push(data);
	}
}
void data_processing_thread()
{
	while (true)
	{
		data_chunk data;
		data_queue.wait_and_pop(data);
		process(data);
		if (is_last_chunk(data))
			break;
	}
}

无需在外部使用条件变量保证同步了。