请使用C加加实现SPSC
时间: 2024-02-28 10:52:29 浏览: 78
SPSC (Single Producer Single Consumer) 是一种并发编程模型,其中一个线程作为生产者将数据放入队列,另一个线程作为消费者从队列中取出数据。以下是使用 C++11 标准库中的原子操作和条件变量实现的 SPSC 队列。
```c++
#include <atomic>
#include <condition_variable>
#include <mutex>
template <typename T>
class SPSCQueue {
public:
SPSCQueue() : head_(new Node), tail_(head_.load()) {}
~SPSCQueue() {
while (Node* const old_head = head_) {
head_ = old_head->next_;
delete old_head;
}
}
void push(const T& value) {
Node* const new_node = new Node(value);
tail_->next_ = new_node;
tail_ = new_node;
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
++num_items_;
lock.unlock();
cv_.notify_one();
}
bool pop(T& value) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
cv_.wait(lock, [this] { return num_items_ > 0; });
Node* const old_head = head_;
head_ = old_head->next_;
value = old_head->value_;
--num_items_;
lock.unlock();
delete old_head;
return true;
}
private:
struct Node {
Node() : next_(nullptr) {}
Node(const T& value) : value_(value), next_(nullptr) {}
T value_;
Node* next_;
};
std::atomic<Node*> head_;
std::atomic<Node*> tail_;
std::atomic<int> num_items_{0};
std::mutex mutex_;
std::condition_variable cv_;
SPSCQueue(const SPSCQueue&) = delete;
SPSCQueue& operator=(const SPSCQueue&) = delete;
};
```
在上述实现中,使用 `std::atomic` 模板定义了原子类型的头尾指针和计数器,保证了多线程情况下对它们的操作是原子的。同时使用 `std::mutex` 和 `std::condition_variable` 实现了线程安全的生产者-消费者模型,其中消费者线程在队列为空时等待,生产者线程在向队列中添加元素时通知消费者线程。
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