生产者与消费者模型

生产者消费者模型

为什么要使用生产者消费者模型??
生产者消费者模式就是通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消费者彼此之间不直接通讯,而通过阻塞队列来进行通讯,所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理,直接扔给阻塞队列,消费者不找生产者要数据,而是直接从阻塞队列里取数据,阻塞队列就相当于一个缓冲区,平衡了生产者和消费者的处理能力。这个阻塞队列就是用来给生产者和消费者解耦的。
关于耦合性的解释
耦合性(Coupling),也叫耦合度,是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系,包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多,其耦合性越强,同时表明其独立性越差( 降低耦合性,可以提高其独立性)。

生产者消费者模型图

生产者与消费者模型

生产者与消费者模型关系

生产者和生产者:具有互斥关系
消费者和消费者:具有互斥关系
生产者和消费者:具有互斥、同步关系

总结起来就是: 一个场所,两类角色(线程),三种关系

生产者与消费者模型的优点:

  1. 支持闲忙不均
    当多个生产者线程生产数据的速度非常快时,消费者线程处理数据的速度慢于生产者生产数据的速度时,大量的数据可以先放置在阻塞队列或者缓冲区中,等待消费者处理数据;反之,生产者生产数据慢于消费者,则消费者等待阻塞队列中有数据在进行处理。
  2. 支持并发
    在线程安全的情况下,有多个消费者的时候,处理速度非常快,多个处理数据线程一起进行数据处理且互不影响。
  3. 解耦合
    让两个模块之间减小关联性,生产者与消费者之间不直接沟通,如何生产和怎样处理之间没有联系,他们都只和缓冲区(阻塞队列)之间有联系

基于BlockingQueue的生产者消费者模型

BlockingQueue–阻塞队列

在多线程编程中阻塞队列(Blocking Queue)是一种常用于实现生产者和消费者模型的数据结构。其与普通凡人队列区别在于,当队列为空时,从队列获取元素的操作将会被阻塞,直到队列中放入了元素;当队列满时,往队列里存放数据的操作也会阻塞,直到元素从队列中取出(基于不同的线程来说的)

C++ queue模拟实现阻塞队列的生产者消费者模型(手撕代码)