Använda villkorsvariabler

Följande kod implementerar en producent-/konsumentkö. Kön representeras som en begränsad cirkelbuffert och skyddas av ett kritiskt avsnitt. Koden använder två villkorsvariabler: en som används av producenter (BufferNotFull) och en som används av konsumenter (BufferNotEmpty).

Koden anropar funktionen InitializeConditionVariable för att skapa villkorsvariablerna. Konsumenttrådarna anropar funktionen SleepConditionVariableCS för att vänta tills objekt läggs till i kön och funktionen WakeConditionVariable för att signalera producenten att den är redo för fler objekt. Producenttrådarna anropar SleepConditionVariableCS för att vänta tills konsumenten tar bort objekt från kön, och WakeConditionVariable för att signalera konsumenten att det finns fler objekt tillgängliga i kön.

Windows Server 2003 och Windows XP: Villkorsvariabler stöds inte.

#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

#define BUFFER_SIZE 10
#define PRODUCER_SLEEP_TIME_MS 500
#define CONSUMER_SLEEP_TIME_MS 2000

LONG Buffer[BUFFER_SIZE];
LONG LastItemProduced;
ULONG QueueSize;
ULONG QueueStartOffset;

ULONG TotalItemsProduced;
ULONG TotalItemsConsumed;

CONDITION_VARIABLE BufferNotEmpty;
CONDITION_VARIABLE BufferNotFull;
CRITICAL_SECTION   BufferLock;

BOOL StopRequested;

DWORD WINAPI ProducerThreadProc (PVOID p)
{
    ULONG ProducerId = (ULONG)(ULONG_PTR)p;

    while (true)
    {
        // Produce a new item.

        Sleep (rand() % PRODUCER_SLEEP_TIME_MS);

        ULONG Item = InterlockedIncrement (&LastItemProduced);

        EnterCriticalSection (&BufferLock);

        while (QueueSize == BUFFER_SIZE && StopRequested == FALSE)
        {
            // Buffer is full - sleep so consumers can get items.
            SleepConditionVariableCS (&BufferNotFull, &BufferLock, INFINITE);
        }

        if (StopRequested == TRUE)
        {
            LeaveCriticalSection (&BufferLock);
            break;
        }

        // Insert the item at the end of the queue and increment size.

        Buffer[(QueueStartOffset + QueueSize) % BUFFER_SIZE] = Item;
        QueueSize++;
        TotalItemsProduced++;

        printf ("Producer %u: item %2d, queue size %2u\r\n", ProducerId, Item, QueueSize);

        LeaveCriticalSection (&BufferLock);

        // If a consumer is waiting, wake it.

        WakeConditionVariable (&BufferNotEmpty);
    }

    printf ("Producer %u exiting\r\n", ProducerId);
    return 0;
}

DWORD WINAPI ConsumerThreadProc (PVOID p)
{
    ULONG ConsumerId = (ULONG)(ULONG_PTR)p;

    while (true)
    {
        EnterCriticalSection (&BufferLock);

        while (QueueSize == 0 && StopRequested == FALSE)
        {
            // Buffer is empty - sleep so producers can create items.
            SleepConditionVariableCS (&BufferNotEmpty, &BufferLock, INFINITE);
        }

        if (StopRequested == TRUE && QueueSize == 0)
        {
            LeaveCriticalSection (&BufferLock);
            break;
        }

        // Consume the first available item.

        LONG Item = Buffer[QueueStartOffset];

        QueueSize--;
        QueueStartOffset++;
        TotalItemsConsumed++;

        if (QueueStartOffset == BUFFER_SIZE)
        {
            QueueStartOffset = 0;
        }

        printf ("Consumer %u: item %2d, queue size %2u\r\n", 
            ConsumerId, Item, QueueSize);

        LeaveCriticalSection (&BufferLock);

        // If a producer is waiting, wake it.

        WakeConditionVariable (&BufferNotFull);

        // Simulate processing of the item.

        Sleep (rand() % CONSUMER_SLEEP_TIME_MS);
    }

    printf ("Consumer %u exiting\r\n", ConsumerId);
    return 0;
}

int main ( void )
{
    InitializeConditionVariable (&BufferNotEmpty);
    InitializeConditionVariable (&BufferNotFull);

    InitializeCriticalSection (&BufferLock);

    DWORD id;
    HANDLE hProducer1 = CreateThread (NULL, 0, ProducerThreadProc, (PVOID)1, 0, &id);
    HANDLE hConsumer1 = CreateThread (NULL, 0, ConsumerThreadProc, (PVOID)1, 0, &id);
    HANDLE hConsumer2 = CreateThread (NULL, 0, ConsumerThreadProc, (PVOID)2, 0, &id);

    puts ("Press enter to stop...");
    getchar();

    EnterCriticalSection (&BufferLock);
    StopRequested = TRUE;
    LeaveCriticalSection (&BufferLock);

    WakeAllConditionVariable (&BufferNotFull);
    WakeAllConditionVariable (&BufferNotEmpty);

    WaitForSingleObject (hProducer1, INFINITE);
    WaitForSingleObject (hConsumer1, INFINITE);
    WaitForSingleObject (hConsumer2, INFINITE);

    printf ("TotalItemsProduced: %u, TotalItemsConsumed: %u\r\n", 
        TotalItemsProduced, TotalItemsConsumed);
    return 0;
}

Relaterade ämnen

Villkorsvariabler