c++ - 优化生产者-消费者线程之间的交互

Question

我有一个生产者-消费者多线程交互的实现。它有效。但我觉得在执行过程中，消费者线程和生产者之间的等待状态发生得太频繁了。在我的例子中，消费者以随机间隔访问队列并获取数据从它开始。现在，生产者线程在整个进程生命周期内运行。生产者线程作为缓存机工作。它在循环中检查队列的大小是否小于允许的最大缓存大小，如果是这种情况，它会继续推送新数据进入该缓存。我担心的是，当消费者尝试访问队列时，最后一个仍然被生产者线程锁定，消费者应该等待。理想情况下，我想让消费者导致生产者“卡住”并解锁当消费者从队列中检索数据时立即。

这是我现在的做法:

   //Called by consumer(main thead) to retrieve data from cache
   uint8_t* Worker::GetFrame() {

      boost::unique_lock<boost::mutex> lk(_frameCacheMutex);
      //If the cache is empty:
      while (0 == _frames_cache.size()) {
               //tell Producer to push data into cache
             _fill_cache_wait_cond.notify_one();
              //wait for the data to arrive(will be signaled by worker thread)
             _get_frame_wait_cond.wait(lk);

      }
      uint8_t * fr = _frames_cache.front();
      _frames_cache.pop();
      // notify worker thread to continue caching
      _fill_cache_wait_cond.notify_one();

      return fr;
   }

生产者线程:

    void Worker::operator () () {
      //Some init here..
        while (isRunning) {
           boost::unique_lock<boost::mutex> lk(_frameCacheMutex);

           /// Here create the data for cache...

           _frames_cache.push(data);

           /// Notify waiting main thread to take data
           _get_frame_wait_cond.notify_one();

           /// If the cache is full ,wait
           while (_frames_cache.size() == cacheMaxSize ){

                 _fill_cache_wait_cond.wait(lk);

           }

        }     

    }

Answer 1

此时，生产者锁定队列，直到队列满为止。只有在那个时候，消费者才能访问队列，但它立即发出信号，表明队列不再满，因此生产者再次锁定队列。

至少在数据准备好推送后才加锁，尽量限制推送 Action 。
如果可能，您还可以 boost 消费者的优先级。

顺便说一下，这不会解决您眼前的问题，但您可以限制 notify_one() 调用的次数，因为您只需要在条件实际发生变化(不再为零)时发送一个给消费者，对生产者来说不再是完整的)。