多线程 中lock_guard<mutex>lock 图像指针队列 demo

在多线程编程中，`std::lock_guard<std::mutex>` 是一种智能锁，它是一种简化版的互斥锁管理方式。当你需要保护一段代码不被并发访问时，可以使用 `lock_guard`，它会在构造时自动获取锁，在析构时自动释放锁，无需手动调用 lock 和 unlock 函数，这有助于避免忘记解锁导致的资源泄露问题。

图像指针队列（Image Pointer Queue，IPQ）是一个数据结构，通常用于存储图片指针，并按照某种策略进行组织，如先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）等。在多线程环境中，可能会有一个单独的线程负责从 IPQ 中取出图片指针供其他线程使用，同时使用 `lock_guard` 确保对队列的操作是线程安全的。

下面是一个简单的 C++ 示例，展示如何使用 `std::lock_guard` 保护图像指针队列：

#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

class Image {
public:
    // 图片数据...
};

class ImageQueue {
private:
    std::queue<Image*> images;
    mutable std::mutex queue_mutex;
    std::condition_variable image_available;

public:
    void push(Image* img) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mutex);
        images.push(img);
        image_available.notify_one(); // 当有新元素入队时唤醒等待者
    }

    Image* pop() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
        image_available.wait(lock, [] { return !images.empty(); }); // 阻塞直到队列非空
        if (images.empty()) {
            throw std::runtime_error("Queue is empty");
        }
        Image* img = images.front();
        images.pop();
        return img;
    }
};

int main() {
    ImageQueue queue;
    // 创建和添加图片实例
    Image img1, img2;
    queue.push(&img1); // 使用lock_guard确保操作线程安全

    // 两个线程分别从队列取图
    std::thread thread1([](ImageQueue& q) {
        while (true) {
            try {
                Image* img = q.pop();
                // 处理图片...
            } catch (const std::exception& e) {
                break; // 如果队列为空则退出循环
            }
        }
    }, std::ref(queue));

    std::thread thread2([](ImageQueue& q) {
        while (true) {
            q.push(&img2); // 同样使用lock_guard
            // 模拟处理延迟...
        }
    }, std::ref(queue));

    thread1.join();
    thread2.join();

    return 0;
}

在这个例子中，`push` 和 `pop` 方法都使用了 `lock_guard` 来保证队列操作的原子性和互斥性。当线程1和线程2同时试图访问队列时，只有一个线程会被允许执行相应操作，另一个线程将阻塞直到前一个完成。