生产者和消费者无限期地等待应用程序何时退出

Producers and consumers waiting indefinitely when the application should exit

本文关键字：应用程序 何时 退出 等待 消费者 无限期 生产者      更新时间：2023-10-16

我实现了一个线程安全的阻塞队列，使用QMutex对象，QWaitCondition对象用于生产者线程，QWaitCondition对象用于消费者线程。函数enqueue()和dequeue()如下图所示:

void MyQueue::enqueue(const QString& s)
{
    _mutex.lock();
    while (_queue.size() == _maxSize) { _producer.wait(&_mutex); }
    _queue.enqueue(s);
    _consumer.wakeAll();
    _mutex.unlock();
}
QString MyQueue::dequeue()
{
    QString s;
    _mutex.lock();
    while (_queue.empty()) { _consumer.wait(&_mutex); }
    s = _queue.dequeue();
    _producer.wakeAll();
    _mutex.unlock();
    return s;
}

需要访问这个共享队列的消费者线程和生产者线程有一个构造函数，该构造函数接受一个MyQueue对象的引用。上面的实现可以正常工作，但是当主程序必须终止时就会出现问题，因为一些消费者或生产者无限期地等待，特别是:

  1. 如果队列是空的，并且一个消费者已经调用了dequeue()函数，这个消费者将无限期等待。
  2. 如果队列已满，并且某个生产者调用了enqueue()函数，则该生产者将无限期等待。

我怎样才能解决这个问题?

我认为处理终止的最简单的方法可以是使用原子标志(您可以使用std::atomic_bool或QAtomicInt)并让_consumer.wait使用超时。

当您检测到超时时(如果发生超时，wait返回false)，如果cancel==true则检查标志，然后退出，否则再次等待。因此在最坏的情况下，它们将等待time毫秒，然后退出。

如果终止是唯一的问题，您可以通过在while循环中添加另一个检查条件来解决这个问题:

    while (_queue.size() == _maxSize) {
        _producer.wait(&_mutex);
        if (_queue.shutting_down()) return;
    }

这个队列可以通过一个API来增强，该API将设置关闭标志，然后唤醒任何可能仍在等待它的线程。

想到的最简单的方法是提供一个全局布尔值(exit_now或其他东西)，您将其设置为true，然后广播到两个条件变量以唤醒。它们醒来，检查布尔值，然后退出线程。

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