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基于条件变量的消息队列 说明介绍

 更新时间：2020年4月25日 17:48  点击：2722

条件变量是线程之前同步的另一种机制。条件变量给多线程提供了一种会和的场所。当条件变量和互斥锁一起使用时，允许线程以无竞争的方式等待特定的条件发生。这样大大减少了锁竞争引起的线程调度和线程等待。

     消息队列是服务器端开发过程中绕不开的一道坎，前面，我已经实现了一个基于互斥锁和三队列的消息队列，性能很不错。博客园中的其他园主也实现了很多基于环形队列和lock-free的消息队列，很不错，今天我们将要实现一个基于双缓冲、互斥锁和条件变量的消息队列；这个大概也参考了一下java的blockingqueue，在前面一个博客中有简单介绍！！基于三缓冲的队列，虽然最大限度上解除了线程竞争，但是在玩家很少，消息很小的时候，需要添加一些buff去填充数据，这大概也是其一个缺陷吧！

     消息队列在服务器开发过程中主要用于什么对象呢？

     1： 我想大概就是通信层和逻辑层之间的交互，通信层接受到的网络数据，验证封包之后，通过消息队列传递给逻辑层，逻辑层将处理结果封包再传递给通信层！

     2：逻辑线程和数据库IO线程的分离；数据库IO线程负责对数据库的读写更新，逻辑层对数据库的操作，封装成消息去请求数据库IO线程，数据库IO线程处理完之后，再交回给逻辑层。

     3：日志；处理模式与方式2 类似。不过日志大概是不需要返回的！

给出源代码：

BlockingQueue.h文件

复制代码 代码如下:

/*
 * BlockingQueue.h
 *
 *  Created on: Apr 19, 2013
 *      Author: archy_yu
 */

#ifndef BLOCKINGQUEUE_H_
#define BLOCKINGQUEUE_H_

#include <queue>
#include <pthread.h>

typedef void* CommonItem;

class BlockingQueue
{
public:
    BlockingQueue();

    virtual ~BlockingQueue();

    int peek(CommonItem &item);

    int append(CommonItem item);

private:

    pthread_mutex_t _mutex;

    pthread_cond_t _cond;

    std::queue<CommonItem> _read_queue;

    std::queue<CommonItem> _write_queue;

};

 
#endif /* BLOCKINGQUEUE_H_ */

BlockingQueue.cpp 文件代码
复制代码 代码如下:

/*
 * BlockingQueue.cpp
 *
 *  Created on: Apr 19, 2013
 *      Author: archy_yu
 */

#include "BlockingQueue.h"

BlockingQueue::BlockingQueue()
{
    pthread_mutex_init(&this->_mutex,NULL);
    pthread_cond_init(&this->_cond,NULL);
}

BlockingQueue::~BlockingQueue()
{
    pthread_mutex_destroy(&this->_mutex);
    pthread_cond_destroy(&this->_cond);
}

int BlockingQueue::peek(CommonItem &item)
{

    if( !this->_read_queue.empty() )
    {
        item = this->_read_queue.front();
        this->_read_queue.pop();
    }
    else
    {
        pthread_mutex_lock(&this->_mutex);

        while(this->_write_queue.empty())
        {
            pthread_cond_wait(&this->_cond,&this->_mutex);
        }

        while(!this->_write_queue.empty())
        {
            this->_read_queue.push(this->_write_queue.front());
            this->_write_queue.pop();
        }

        pthread_mutex_unlock(&this->_mutex);
    }

 
    return 0;
}

int BlockingQueue::append(CommonItem item)
{
    pthread_mutex_lock(&this->_mutex);
    this->_write_queue.push(item);
    pthread_cond_signal(&this->_cond);
    pthread_mutex_unlock(&this->_mutex);
    return 0;
}

测试代码：
复制代码 代码如下:

BlockingQueue _queue;

void* process(void* arg)
{

    int i=0;
    while(true)
    {
        int *j = new int();
        *j = i;
        _queue.append((void *)j);
        i ++;
    }
    return NULL;
}

int main(int argc,char** argv)
{
    pthread_t pid;
    pthread_create(&pid,0,process,0);

    long long int start = get_os_system_time();
    int i = 0;
    while(true)
    {
        int* j = NULL;
        _queue.peek((void* &)j);

        i ++;

        if(j != NULL && (*j) == 100000)
        {
            long long int end = get_os_system_time();
            printf("consume %d\n",end - start);
            break;
        }
    }

    return 0;
}

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