C++ 并发消息队列

C++ 并发消息队列

　　在网上找到了一份POSIX线程显示的并发消息队列示例代码：

      　　http://codereview.stackexchange.com/questions/41604/thread-safe-concurrent-fifo-queue-in-c

　　上面的示例代码其实是有问题的，他只能对并发Push或者并发Pop进行上锁，二并不能保证同时Push和Pop是线程安全的，所以在锁队列时只能使用一个锁。同时该代码并不支持Windows，所以按照这篇文档的思路想使用标准模板库（STL）实现一份平台无关的代码，具体实现如下所示。

#include <queue>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <memory>
#include <condition_variable>

typedef struct task_tag
{
    int data;
    task_tag( int i ) : data(i) { }
} Task, *PTask;

class MessageQueue
{
public:
    MessageQueue(){}
    ~MessageQueue()
    {
        if ( !m_queue.empty() )
        {
            PTask pRtn = m_queue.front();
            delete pRtn;
        }
        
    }

    void PushTask( PTask pTask )
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock( m_queueMutex );
        m_queue.push( pTask );
        m_cond.notify_one();
    }

    PTask PopTask()
    {
        PTask pRtn = NULL;
        std::unique_lock<std::mutex> lock( m_queueMutex );
        while ( m_queue.empty() )
        {
            m_cond.wait_for( lock, std::chrono::seconds(1) );
        }

        if ( !m_queue.empty() )
        {
            pRtn = m_queue.front();
            if ( pRtn->data != 0 )
                m_queue.pop();
        }

        return pRtn;
    }

private:
    std::mutex m_queueMutex;
    std::condition_variable m_cond; 
    std::queue<PTask> m_queue;
};

void thread_fun( MessageQueue *arguments )
{
    while ( true )
    {
        PTask data = arguments->PopTask();

        if (data != NULL)
        {
            printf( "Thread is: %d
", std::this_thread::get_id() );
            printf("   %d
", data->data );
            if ( 0 == data->data ) //Thread end.
                break;
            else
                delete data;
        }
    }

    return;
}

 int main( int argc, char *argv[] )
{
    MessageQueue cq;

    #define THREAD_NUM 3
    std::thread threads[THREAD_NUM];

    for ( int i=0; i<THREAD_NUM; ++i )
        threads[i] = std::thread( thread_fun, &cq );

    int i = 100000;
    while( i > 0 )
    {
        Task *pTask = new Task( --i );
        cq.PushTask( pTask );
    }

    for ( int i=0; i<THREAD_NUM; ++i) 
        threads[i].join();

    //system( "pause" );
    return 0;
}

　　在示例代码中，我们使主线程向公共队列cq中Push任务，而其他的线程则负责取出任务并打印任务，由于std::cout并不支持并发线程安全，所以在打印任务时使用printf。主线程new出的任务，在其他线程中使用并销毁，当主线程发送data为0的任务时，则规定任务发送完毕，而其他的线程获取到data为0的任务后退出线程，data为0的任务则有消息队列负责销毁。整个消息队列使用标准模板库实现，现实跨平台。

　　在最初设计std::queue<PTask>的时候，想使用std::queue<std::shared_ptr<Task>>来管理主线程new出来的任务，这样智能指针则负责处理任务的销毁工作，但是在多线程并发的时候程序莫名的崩溃，仔细调试了半天，还是没有找到问题，最终我怀疑智能指针在多线程中是不是有问题呢？所以不得不放弃最初的设计。