c++ - 使用 native Windows API 的 win32 线程安全队列实现

Question

由于windows缺少条件变量(虽然从vis​​ta开始引入，但windows XP和2003不支持)，用c++实现线程安全的队列不是很容易。 Strategies for Implementing POSIX Condition Variables on Win32 .我需要的是只使用 CriticalSection 或 Mutex 和 Event，而不使用信号量和条件变量。

我也试图找到一个只使用 win32 native API 的确切实现，但没有成功。所以我自己完成了一个。问题是我不是 100% 确定代码是线程安全的。谁能告诉我好不好？

class CEventSyncQueue
{
public:
    CEventSyncQueue(int nCapacity = -1);
    virtual ~CEventSyncQueue();
    virtual void Put(void* ptr);
    virtual void* Get();
protected:
    int m_nCapacity;
    CPtrList m_list;

    CRITICAL_SECTION m_lock;    
    HANDLE m_hGetEvent;
    HANDLE m_hPutEvent;
};

CEventSyncQueue::CEventSyncQueue(int nCapacity)
{
    m_nCapacity = nCapacity;

    ::InitializeCriticalSection(&m_lock);
    m_hPutEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
    m_hGetEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
}

CEventSyncQueue::~CEventSyncQueue()
{
    m_list.RemoveAll();

    ::CloseHandle(m_hGetEvent);
    ::CloseHandle(m_hPutEvent);

    ::DeleteCriticalSection(&m_lock);
}

void CEventSyncQueue::Put(void* ptr)
{
    ::EnterCriticalSection(&m_lock);

    while(m_nCapacity > 0 && m_list.GetCount() >= m_nCapacity)
    {
        ::LeaveCriticalSection(&m_lock);

        //wait
        if(::WaitForSingleObject(m_hPutEvent, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)
        {
            ASSERT(FALSE);
        }

        ::EnterCriticalSection(&m_lock);
    }
    if(m_nCapacity > 0)
    {
        ASSERT(m_list.GetCount() < m_nCapacity);
    }
    m_list.AddTail(ptr);

    ::SetEvent(m_hGetEvent);    //notifyAll
    ::LeaveCriticalSection(&m_lock);
}
void* CEventSyncQueue::Get()
{
    ::EnterCriticalSection(&m_lock);

    while(m_list.IsEmpty())
    {
        ::LeaveCriticalSection(&m_lock);

        //wait
        if(::WaitForSingleObject(m_hGetEvent, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)
        {
            ASSERT(FALSE);
        }

        ::EnterCriticalSection(&m_lock);
    }
    ASSERT(!m_list.IsEmpty());
    void* ptr = m_list.RemoveHead();

    ::SetEvent(m_hPutEvent);    //notifyAll
    ::LeaveCriticalSection(&m_lock);

    return ptr;
}

Answer 1

在 Windows 中实现线程安全队列很简单。我已经在 Delphi、C++、BCB 等中完成了。

为什么您认为需要条件变量？您认为 Windows 消息队列如何工作？

事件是用于 P-C 队列的错误原语。最简单/最清晰的方法是使用信号量。

简单的无界生产者-消费者队列。

template <typename T> class PCSqueue{
    CRITICAL_SECTION access;
    deque<T> *objectQueue;
    HANDLE queueSema;
public:
    PCSqueue(){
        objectQueue=new deque<T>;
        InitializeCriticalSection(&access);
        queueSema=CreateSemaphore(NULL,0,MAXINT,NULL);
    };
    void push(T ref){
        EnterCriticalSection(&access);
        objectQueue->push_front(ref);
        LeaveCriticalSection(&access);
        ReleaseSemaphore(queueSema,1,NULL);
    };
    bool pop(T *ref,DWORD timeout){
        if (WAIT_OBJECT_0==WaitForSingleObject(queueSema,timeout)) {
            EnterCriticalSection(&access);
            *ref=objectQueue->back();
            objectQueue->pop_back();
            LeaveCriticalSection(&access);
            return(true);
        }
        else
            return(false);
    };
};

编辑——有界队列不会更难——你需要另一个信号量来计算空位。我不使用有界队列，但我确信它没问题 - 具有 2 个信号量和一个互斥锁/CS 的有界队列是标准模式。

编辑:使用 PostMessage() 或 PostThreadMessage() API 调用 - 它们明确声明不受“waveOutProc”回调的影响。 MSDN 说调用“其他波函数”会导致死锁——信号量调用不在那个集合中，如果允许 SetEvent() 但不允许 ReleaseSemaphore() ，我确实会感到非常惊讶。事实上，如果允许 SetEvent() 而 ReleaseSemaphore() 在 Windows 中不是任何地方，我会感到惊讶。