（P15）muduo_base库源码分析：BlockinngQueue（无界阻塞队列），BoundedBlockingQueue（有界阻塞队列）

文章目录

• ​​1.BlockinngQueue（无界阻塞队列）​​
• ​​2.BoundedBlockingQueue（有界阻塞队列）​​

1.BlockinngQueue（无界阻塞队列）

BlockinngQueue代表无界队列，BoundedBlockingQueue代表有界队列，因为有界队列多了：一个需要判断队列是否为满的条件和一个NotFull的条件变量

• 为了保证生产者线程和消费者线程安全访问队列，可以使用信号量和条件变量对队列进行同步。
• 使用信号量的方式（1）队列是有界的

size：队列的大小；
2个信号量：semFull(size)表示初始状态队列是空的，可以生产的产品个数=size；
semEmpty(0)表示初始状态队列是空的，可以消费的产品个数=0；
生产者线程如何操作队列？
//生产者
p(semFull)
//若队列不满，则可以生产产品，直到生产满了，那么p(semFull)操作就会阻塞；
queue.push(x)
//一旦生产了一个产品，队列就不为空了，有产品可以消费了，通知消费者线程可以消费了；
v(semEmpty)

//消费者
//若队列中没有产品可以消费，则p(semEmpty)则会阻塞
p(semEmpty)
x = queue.pop()
//消费完产品则会腾出一个新的空间，能容纳新的产品
v(semFull)


若是多线程，则需要增加mutex对队列增加保护
size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex

//生产者
p(semFull)
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
v(semEmpty)


//消费者
p(semFull)
lock(mutex)
queue.pop(x)
unlock(mutex)
v(semFull)

• 使用信号量的方式（2）队列是无界的

无界的话，则不需要判断队列是否已经是满的
若是多线程，则需要增加mutex对队列增加保护
size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex

//生产者
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
v(semEmpty)


//消费者
p(semFull)
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)

• 使用条件变量的方式（1）队列是无界的
  先理解无界，再理解有界。无界只需要判断队列是否为空，有界需要在无界判断的基础上，需要多判断一个队列是否为满（无界用了一个条件变量，有界用了2个条件变量）；

无界的话，则不需要判断队列是否已经是满的
若是多线程，则需要增加mutex对队列增加保护
size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex
notEmpty是条件变量

//生产者
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
//向消费者线程发起通知，可以消费产品了，队列不为空了
notEmpty.signal()


//消费者
//等待条件变量，等待队列不为空，队列为空，则需要等待
//不用if，防止虚假唤醒
while(queue.empty())
{
  notEmpty.wait()//生产者一旦生产产品notEmpty.signal()，队列就不为空了，等待将被唤醒
}
lock(mutex)
queue.pop(x)
unlock(mutex)

• 使用条件变量的方式（2）队列是有界的

有界的话，则需要判断队列是否已经是满的

size
semFull(size)
semEmpty(0)
mutex
notEmpty，notFull是条件变量

//生产者
//队列已经满了需要等待条件满足
while(queue.Full())
{
  notFull.wait();
}
lock(mutex)
queue.push(x)
unlock(mutex)
//向消费者线程发起通知，可以消费产品了，队列不为空了
notEmpty.signal()


//消费者
//等待条件变量，等待队列不为空，队列为空，则需要等待
//不用if，防止虚假唤醒
while(queue.empty())
{
  notEmpty.wait()//生产者一旦生产产品notEmpty.signal()，队列就不为空了，等待将被唤醒
}
lock(mutex)
queue.pop(x)
unlock(mutex)
//消费一个产品，意味着队列不满
notFull.signal()

• eg：src\15\jmuduo\muduo\base\BlockingQueue.h
• eg测试：src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BlockingQueue_test.cc
• 测试：生产者添加了产品，时间片恰好切换到了消费者线程，所以造成了消费者线程先打印了。一般情况都是消费者线程后打印才对。



• eg测试：src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BlockingQueue_bench.cc
  src\15\jmuduo\muduo\base\tests\CMakeLists.txt
• 测试：

2.BoundedBlockingQueue（有界阻塞队列）

• 类图



• 环形缓冲区circular_buffer
  头部表示读的位置，尾部表示写的位置；
  写的指针不能赶上读的指针；
  缓冲区写满了，则不应该再写了，加入1号产品被消费走了，则我才可以继续写；



• eg：src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BoundedBlockingQueue_test.cc
• eg测试：src\15\jmuduo\muduo\base\tests\BoundedBlockingQueue_test.cc
• 测试：生产到20个产品就阻塞了，使得消费者得去消费产品，生产者才可以继续生产产品