用c++编程实现生产者消费者问题

生产者消费者问题是一个经典的并发编程问题，可以使用多种编程语言实现。下面是使用 C++ 实现生产者消费者问题的示例代码：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

const int kMaxSize = 10;  // 缓冲区最大容量

queue<int> buffer;  // 缓冲区
mutex mtx;  // 互斥锁，保护缓冲区
condition_variable not_full_cv, not_empty_cv;  // 条件变量，用于线程同步

void producer() {
    for (int i = 1; i <= 20; ++i) {
        unique_lock<mutex> lock(mtx);
        not_full_cv.wait(lock, [] { return buffer.size() < kMaxSize; });  // 等待缓冲区未满
        buffer.push(i);
        cout << "producer: " << i << endl;
        not_empty_cv.notify_all();  // 通知消费者线程缓冲区不为空
    }
}

void consumer() {
    int data = 0;
    while (data != 20) {
        unique_lock<mutex> lock(mtx);
        not_empty_cv.wait(lock, [] { return !buffer.empty(); });  // 等待缓冲区不为空
        data = buffer.front();
        buffer.pop();
        cout << "consumer: " << data << endl;
        not_full_cv.notify_all();  // 通知生产者线程缓冲区未满
    }
}

int main() {
    thread prod(producer);
    thread cons(consumer);
    prod.join();
    cons.join();
    return 0;
}

这个程序中，生产者线程不断向缓冲区中生产数据，消费者线程不断从缓冲区中消费数据，直到生产者线程生产完数据并退出。在程序中，使用互斥锁保护了缓冲区，防止多个线程同时访问，使用条件变量实现了线程同步。`not_full_cv` 条件变量用于通知生产者线程缓冲区未满，`not_empty_cv` 条件变量用于通知消费者线程缓冲区不为空。在生产者线程和消费者线程中，使用 `wait` 函数等待条件变量满足，当条件变量满足时再执行相应的操作，并使用 `notify_all` 函数通知其他线程条件变量已经满足，可以继续执行。