C++线程生产者消费者

Question

我需要实现一个存钱罐模拟，客户可以从中存款或取款。客户端应该表示为线程，而存钱罐是一个整数变量。我需要创建两个称为生产者和消费者的函数，它们应该能够存入或提取由参数定义的金额。限制是消费者只有在存钱罐中有足够的钱时才能取款。如果没有，它应该等待存钱罐填满。

消费者和生产者必须同时访问存钱罐，并添加或删除随机金额。

我在这方面遇到了麻烦。我是 C++ 和线程的新手。我查看了不同的消费者生产者解决方案，但找不到任何帮助。

到目前为止，这是我的代码。我认为结构是正确的，但是

 #include <iostream>
 #include <thread>
 #include <mutex>
 #include <condition_variable>

 using namespace std;

 int piggybank;
 mutex mlock;
 condition_variable sem;
 bool available = false;

 void consumer(int amount){
     unique_lock<mutex> lck(mlock);
     sem.wait(lck);
     piggybank -= amount;
 }

 void producer(int amount){
     unique_lock<mutex> lck(mlock);
     piggybank += amount;
     //available = piggybank > 50;
     sem.notify_all();
 }

 int main() {
     piggybank = 0;

     thread cons(consumer, rand()%50+1);
     thread prod(producer, rand()%50+1);

     prod.join();
     cons.join();

     return 0;
 } 

我需要某种条件，但我不知道如何使用条件变量。

Answer 1

您可能会遇到一个问题：您的代码无法保证消费者将在sem.wait(lck) 调用中等待生产者调用sem.notify()。如果生产者先到，则通知将丢失，消费者永远不会醒来。

此外，您应该始终使用循环来等待条件变量，并且它应该始终测试您正在等待的条件。

while ( piggybank < amount ) {
    sem.wait();
}
piggybank -= amount;

测试确保消费者不会等待如果生产者先到达那里就永远不会出现的通知。

您可以说if 而不是while，但循环是一个学习的好习惯。稍后在编写多消费者程序时将需要它，因为在这种情况下，一个消费者可能会醒来并发现另一个消费者首先醒来并拿走了钱（或任务，或他们正在消费的任何东西）。