多线程环境下不安全的消息队列存取---线程不同步会造成隐患
前面， 我们把消息队列存取都放在主线程中， 而在实际应用中， 很多时候， 存消息队列在主线程， 取消息队列在其他线程（如网络线程）。 下面， 我们将之前的程序改为多线程程序：
#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define Rectangle MyRectangle // 避免Rectangle与Windows中的Rectangle冲突
// 对象的id值
typedef enum
{
ErrorId = -1,
IntegerId = 1,
PointId = 2,
RectangeId = 3,
}ObjectID;
// 基类
struct Basic
{
ObjectID id;
virtual Basic *copy() = 0; // 纯虚函数
};
// 整数类
struct Integer : public Basic
{
int a;
Basic *copy()
{
Integer *p = new Integer;
p->a = ((Integer*)this)->a;
p->id = ((Integer*)this)->id;
return p;
}
};
// 点类
struct Point : public Basic
{
int x;
int y;
Basic *copy()
{
Point *p = new Point;
p->x = ((Point*)this)->x;
p->y = ((Point*)this)->y;
p->id = ((Point*)this)->id;
return p;
}
};
// 矩形类
struct Rectangle : public Basic
{
Point point;
int width;
int height;
Basic *copy()
{
Rectangle *p = new Rectangle;
p->point.x = ((Rectangle*)this)->point.x;
p->point.y = ((Rectangle*)this)->point.y;
p->width = ((Rectangle*)this)->width;
p->height = ((Rectangle*)this)->height;
p->id = ((Rectangle*)this)->id;
return p;
}
};
// 抽象对象的共同点， 构造成新的结点， 便于链接
typedef struct node
{
node *next;
Basic *pBasic;
}Node;
Node *head = NULL; // 指向第一结点（采用不带头结点的链表）
// 往链式消息队列中塞消息
Node *addToMsgQueue(Basic* pb)
{
Node *pn = new Node;
Node *qn = NULL;
Basic *p = pb->copy(); // 多态性
if(NULL == head)
{
head = pn;
}
else
{
qn = head;
while(NULL != qn->next)
{
qn = qn->next;
}
qn->next = pn;
}
pn->pBasic = p; // 千万别忘记啊
pn->next = NULL; // 千万别忘记啊
return head;
}
// 从链式消息队列中取出消息（结点）
Node *getMsgFromQueue()
{
if(NULL == head)
{
return NULL;
}
Node *pn = head;
head = head->next;
return pn;
}
// 线程函数
DWORD WINAPI ThreadFun(LPVOID pM)
{
Node *p = NULL;
// 从消息队列中取出消息
while(1)
{
p = getMsgFromQueue();
if(NULL == p)
{
Sleep(100);
continue;
}
// 对指针进行还原
switch(p->pBasic->id)
{
case IntegerId:
{
cout << ((Integer*)(p->pBasic))->a << endl;
break;
}
case PointId:
{
cout << ((Point *)(p->pBasic))->x << endl;
cout << ((Point *)(p->pBasic))->y << endl;
break;
}
case RectangeId:
{
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->point.x << endl;
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->point.y << endl;
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->width << endl;
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->height << endl;
break;
}
default:
{
break;
}
}
}
return 0;
}
// 主线程
int main()
{
HANDLE handle = CreateThread(NULL, 0, ThreadFun, NULL, 0, NULL);
CloseHandle(handle);
// 定义三个对象并赋值
Integer i;
Point po;
Rectangle rect;
i.id = IntegerId;
po.id = PointId;
rect.id = RectangeId;
i.a = 11;
po.x = 22;
po.y = 33;
rect.point.x = 44;
rect.point.y = 55;
rect.width = 66;
rect.height = 77;
// 塞入消息队列
while(1)
{
addToMsgQueue(&i);
addToMsgQueue(&po);
addToMsgQueue(&rect);
Sleep(2000);
}
return 0;
}
结果为：
11
22
33
44
55
66
77
11
22
33
44
55
66
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11
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11
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22
33
44
55
66
77
11
22
33
44
55
66
77
...
看似得到了正确的结果， 但是， 上述程序是有问题的， 加入主线程正在存， 子线程正在取， 那岂不是乱套了么。 当然， 上面的程序侥幸没有出现这种情况， 为了说明这种情况， 我在addToMsgQueue函数中， 故意加一个睡眠语句， 再看看：
#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define Rectangle MyRectangle // 避免Rectangle与Windows中的Rectangle冲突
// 对象的id值
typedef enum
{
ErrorId = -1,
IntegerId = 1,
PointId = 2,
RectangeId = 3,
}ObjectID;
// 基类
struct Basic
{
ObjectID id;
virtual Basic *copy() = 0; // 纯虚函数
};
// 整数类
struct Integer : public Basic
{
int a;
Basic *copy()
{
Integer *p = new Integer;
p->a = ((Integer*)this)->a;
p->id = ((Integer*)this)->id;
return p;
}
};
// 点类
struct Point : public Basic
{
int x;
int y;
Basic *copy()
{
Point *p = new Point;
p->x = ((Point*)this)->x;
p->y = ((Point*)this)->y;
p->id = ((Point*)this)->id;
return p;
}
};
// 矩形类
struct Rectangle : public Basic
{
Point point;
int width;
int height;
Basic *copy()
{
Rectangle *p = new Rectangle;
p->point.x = ((Rectangle*)this)->point.x;
p->point.y = ((Rectangle*)this)->point.y;
p->width = ((Rectangle*)this)->width;
p->height = ((Rectangle*)this)->height;
p->id = ((Rectangle*)this)->id;
return p;
}
};
// 抽象对象的共同点， 构造成新的结点， 便于链接
typedef struct node
{
node *next;
Basic *pBasic;
}Node;
Node *head = NULL; // 指向第一结点（采用不带头结点的链表）
// 往链式消息队列中塞消息
Node *addToMsgQueue(Basic* pb)
{
Node *pn = new Node;
Node *qn = NULL;
Basic *p = pb->copy(); // 多态性
if(NULL == head)
{
head = pn;
}
else
{
qn = head;
while(NULL != qn->next)
{
qn = qn->next;
}
Sleep(20); // 故意加的语句， 用于构造异常场景
qn->next = pn;
}
pn->pBasic = p; // 千万别忘记啊
pn->next = NULL; // 千万别忘记啊
return head;
}
// 从链式消息队列中取出消息（结点）
Node *getMsgFromQueue()
{
if(NULL == head)
{
return NULL;
}
Node *pn = head;
head = head->next;
return pn;
}
// 线程函数
DWORD WINAPI ThreadFun(LPVOID pM)
{
Node *p = NULL;
// 从消息队列中取出消息
while(1)
{
p = getMsgFromQueue();
if(NULL == p)
{
Sleep(100);
continue;
}
// 对指针进行还原
switch(p->pBasic->id)
{
case IntegerId:
{
cout << ((Integer*)(p->pBasic))->a << endl;
break;
}
case PointId:
{
cout << ((Point *)(p->pBasic))->x << endl;
cout << ((Point *)(p->pBasic))->y << endl;
break;
}
case RectangeId:
{
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->point.x << endl;
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->point.y << endl;
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->width << endl;
cout << ((Rectangle *)(p->pBasic))->height << endl;
break;
}
default:
{
break;
}
}
}
return 0;
}
// 主线程
int main()
{
HANDLE handle = CreateThread(NULL, 0, ThreadFun, NULL, 0, NULL);
CloseHandle(handle);
// 定义三个对象并赋值
Integer i;
Point po;
Rectangle rect;
i.id = IntegerId;
po.id = PointId;
rect.id = RectangeId;
i.a = 11;
po.x = 22;
po.y = 33;
rect.point.x = 44;
rect.point.y = 55;
rect.width = 66;
rect.height = 77;
// 塞入消息队列
while(1)
{
addToMsgQueue(&i);
addToMsgQueue(&po);
addToMsgQueue(&rect);
Sleep(2000);
}
return 0;
}
程序结果为：
11
44
55
66
77
11
22
33
44
55
66
77
...
看看，看看， 产生异常了吧， 主要原因是线程不同步问题， 在后续博文中， 我们将介绍线程安全的情况， 那时， 我们将考虑线程同步。