第75课 - 多线程间的互斥（上）

1、多线程间的互斥

多个线程间除了在时序上可能产生依赖，

在其它方面是否也可能产生依赖呢？

生产消费者问题

－有n个生产者同时制造产品，并把产品存入仓库中

－有m个消费者同时需要从仓库中取出产品

－规则：

• 当仓库未满，任意生产者可以存入产品

• 当仓库未空，任意消费者可以取出产品

2、编程实验

生成消费者问题 75-1.pro

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QDebug>

static QString g_store; //仓库

class Producer : public QThread//生产者
{
protected:
    void run()
    {
        int count = 0;

        while(true)
        {
            g_store.append(QString::number((count++) % 10));//每次生产0，10之间数字放到仓库

            qDebug() << objectName() << " : " + g_store;

            msleep(1);
        }
    }
};

class Customer : public QThread//消费者
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {

            if( g_store != "" )
            {
                g_store.remove(0, 1);//从仓库删除第一个字符

                qDebug() << objectName() << " : " + g_store;
            }

            msleep(1);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p;
    Customer c;

    p.setObjectName("Producer");
    c.setObjectName("Customer");

    p.start();
    c.start();

    return a.exec();
}

某一个时间点程序奔溃

生产者与消费者由于竞争产生依赖

生活中的例子

临界资源(Critical Resource)

－每次只允许一个线程进行访问（读／写）的资源

线程间的互斥（竞争）

－多个线程在同一时刻都需要访问临界资源

QMutex类是一把线程锁，保证线程间的互斥

－利用线程锁能够保证临界资源的安全性

QMutex中的关键成员函数

－void lock()

• 当锁空闲时，获取锁并继续执行

• 当锁被获取，阻塞并等待锁释放

－void unlock()

• 释放锁（同一把锁的获取和释放锁必须在同一线程中成对出现）

QMutex使用示例

    QMutex mutex;
    
    mutex.lock();
    
    //do something with critical resource
    
    mutex.unlock();

注意：

如果mutex在调用unlock()时处于空闲

状态，那么程序的行为是未定义的！

3、编程实验

解决生产消费者者问题 75-1.pro

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QMutex>
#include <QDebug>

static QMutex g_mutex;
static QString g_store; 

class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        int count = 0;

        while(true)
        {
            g_mutex.lock();

            g_store.append(QString::number((count++) % 10));

            qDebug() << objectName() << " : " + g_store;

            g_mutex.unlock();

            msleep(1);
        }
    }
};

class Customer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            g_mutex.lock();

            if( g_store != "" )
            {
                g_store.remove(0, 1);

                qDebug() << objectName() << " : " + g_store;
            }

            g_mutex.unlock();

            msleep(1);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p;
    Customer c;

    p.setObjectName("Producer");
    c.setObjectName("Customer");
    
    p.start();
    c.start();
    

    return a.exec();
}

4、小结

临界资源每次只允许一个线程进行访问（读／写）

线程锁(QMutex)用于保护临界资源

线程只有获取锁之后才能访问临界资源

锁被其他线程获取时，当前线程进入等待状态

线程锁的获取和释放必须在同一线程中成对出现

5、To be continued

第76课 - 多线程间的互斥（下）

第75课 - 多线程间的互斥（上）

猜你喜欢