生产者与消费者问题c++

生产者与消费者问题是经典的设计模式之一，它描述了一个场景，其中有两个线程角色：生产者（Producer）负责生成数据并放入共享的数据结构中，而消费者（Consumer）负责从这个结构中取出数据进行处理。这种模式通常通过互斥量（mutex）、条件变量（condition variable）等同步原语在C++中实现，以保证并发操作的安全。

以下是简单的C++实现生产者和消费者问题的一个例子：

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

std::queue<int> data_queue;
std::mutex queue_mutex;
std::condition_variable condition;

bool is_full = false; // 数据队列满标志
bool is_empty = true; // 数据队列空标志

void producer(int count) {
    for (int i = 0; i < count; ++i) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mutex);
        if (is_full) {
            condition.wait(lock, [] { return !is_full; });
        }
        data_queue.push(i);
        is_empty = false;
        std::cout << "Produced item: " << i << "\n";
        std::notify_one(condition); // 醒通知消费者
    }
}

void consumer() {
    while (true) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
        if (is_empty) {
            condition.wait(lock, [] { return !is_empty; });
        }
        int value;
        data_queue.pop();
        is_full = !data_queue.empty();
        std::cout << "Consumed item: " << value << "\n";
    }
}

int main() {
    std::thread producer_thread(producer, 10);
    std::thread consumer_thread(consumer);

    producer_thread.join();
    consumer_thread.join();

    return 0;
}

在这个例子中，`producer`线程产生数据，当队列已满时会等待；`consumer`线程消费数据，当队列为空时才会等待。`condition_variable`用于线程间的通信，确保了生产者和消费者的同步。