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1. C++生产者与消费者
在了解生产者与消费者之前，我们先来看看 C++ 关于线程的一些基本知识：
线程锁
pthread_mutex_t :用于创建线程锁对象如：pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init :用于初始化pthread_mutex_t锁对象如：pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_mutex_destroy :用于销毁pthread_mutex_t锁对象如：pthread_mutex_destroy(&mutex);
线程信号条件
pthread_cond_t :用于创建线程条件对象如：pthread_cond_t cond;
pthread_cond_init :用于初始化pthread_cond_t条件对象如：
pthread_cond_init(&cond, NULL);
pthread_cond_destroy :用于销毁pthread_cond_t条件对象如：
pthread_cond_destroy(&cond);
加锁
pthread_mutex_lock :用于上锁mutex，本线程上锁后的其他变量是不能被别的线程操作的如：pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_mutex_unlock :用于解锁mutex，解锁后的其他变量可以被其他线程操作如：pthread_mutex_unlock(&mutex);
释放信号
pthread_cond_signal :用于发出条件信号如：pthread_cond_signal(&mutex, &cond);
线程等待
pthread_cond_wait :用于线程阻塞等待，直到pthread_cond_signal发出条件信号后
才执行退出线程阻塞执行后面的操作。
1.1 创建生产者和消费者线程的变量
为了模拟队列，我们先定义一个队列，并且预先往队列中添加 10 个数据。
//定义一个队列
std::queue queue;
//预先往队列中添加10个数据
for (int i = 0; i < 10; i++) {
queue.push(i);
}
pthread_mutex_init 创建线程锁
//线程锁
pthread_mutex_t pthread_mutex;
//创建锁
pthread_mutex_init(&pthread_mutex, NULL);
pthread_cond_init 创建线程条件变量
//线程条件对象
pthread_cond_t pthread_cond;
//创建线程条件变量
pthread_cond_init(&pthread_cond, NULL);
pthread_create 创建两个线程
//生产者线程
pthread_t product;
//消费者线程
pthread_t consumer;
//创建对应的线程，以及对应的回调函数
pthread_create(&product, NULL, productCallback, NULL);
pthread_create(&consumer, NULL, consumerCallback, NULL);
1.2 处理生产者回调
因为生产者是需要不断生产产品的，因此加入一个 isProcessing 的 boolean 变量来判断是否要停止生产。
处理生产者主要有以下几步：
加锁
往队列中加入数据
释放信号
解锁
void *productCallback(void *data) {
//在开始线程时，该变量为true
while (isProcessing) {
//加锁
pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);
//生产一条数据
queue.push(1);
LOGI("生产者生产一个产品，目前还有%d个产品", queue.size());
//通知消费者去消费
pthread_cond_signal(&pthread_cond);
//解锁
pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
//每生产一个产品睡眠5秒
sleep(5);
}
//退出线程---暂时不会执行这段代码
pthread_exit(&product);
}
1.3 处理消费者线程回调
消费者需要不断消费队列中的数据，当队列中没有数据时，消费者线程需要等待生产者线程生产数据，如果队列有数据，则直接消费队列的数据，然后释放锁
void *consumerCallback(void *data) {
//消费不断的消费
while (isProcessing) {
//加锁
pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);
if (queue.size() > 0) {
queue.pop();
LOGI("消费者消费一个产品，还有%d个产品", queue.size());
} else {
LOGI("当前没产品，等待生产者生产");
pthread_cond_wait(&pthread_cond, &pthread_mutex);
}
//解锁
pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
//睡眠500ms
usleep(500 * 1000);
}
//退出线程---暂时不会执行这段代码
pthread_exit(&consumer);
}
1.4 停止线程执行
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_example_lib_JniThreadDemo_stopMutex(JNIEnv *env, jobject instance) {
isProcessing = false;
pthread_mutex_destroy(&pthread_mutex);
pthread_cond_destroy(&pthread_cond);
}
1.4 Java 层调用
//生产者与消费者
JniThreadDemo jniThreadDemo = new JniThreadDemo();
public void mutex(View view) {
jniThreadDemo.mutex();
}
//生产者与消费者
public void stopMutex(View view) {
jniThreadDemo.stopMutex();
}
1.5 源码
完整代码：
#include "pthread.h"
#include "queue"
//sleep
#include "unistd.h"
//定义一个队列
std::queue queue;
//生产者线程
pthread_t product;
//消费者线程
pthread_t consumer;
//线程锁
pthread_mutex_t pthread_mutex;
//线程条件对象
pthread_cond_t pthread_cond;
bool isProcessing = true;
//生产者回调处理
void *productCallback(void *data) {
while (isProcessing) {
//死循环生产
//加锁
pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);
//生产一条数据
queue.push(1);
LOGI("生产者生产一个产品，目前还有%d个产品", queue.size());
//通知消费者去消费
pthread_cond_signal(&pthread_cond);
//解锁
pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
//每生产一个产品睡眠5秒
sleep(5);
}
//退出线程---暂时不会执行这段代码
pthread_exit(&product);
}
//消费者回调处理
void *consumerCallback(void *data) {
//消费不断的消费
while (isProcessing) {
//加锁
pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);
if (queue.size() > 0) {
queue.pop();
LOGI("消费者消费一个产品，还有%d个产品", queue.size());
} else {
LOGI("当前没产品，等待生产者生产");
pthread_cond_wait(&pthread_cond, &pthread_mutex);
}
//解锁
pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
//睡眠500ms
usleep(500 * 1000);
}
//退出线程---暂时不会执行这段代码
pthread_exit(&consumer);
}
//开启线程
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_liaowj_jni_thread_JniThreadDemo_mutex(JNIEnv *env, jobject instance) {
if (isProcessing) {
return;
}
isProcessing = true;
//预先往队列中添加10个数据
for (int i = 0; i < 10; i++) {
queue.push(i);
}
//创建锁
pthread_mutex_init(&pthread_mutex, NULL);
//创建条件
pthread_cond_init(&pthread_cond, NULL);
//创建对应的线程
pthread_create(&product, NULL, productCallback, NULL);
pthread_create(&consumer, NULL, consumerCallback, NULL);
}
//停止线程
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_liaowj_jni_thread_JniThreadDemo_stopMutex(JNIEnv *env, jobject instance) {
isProcessing = false;
pthread_mutex_destroy(&pthread_mutex);
pthread_cond_destroy(&pthread_cond);
}
生产者与消费者
记录于 2018年11月11日 光棍节~