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生产者-消费者模型的解决思路——自建队列

王朝vc·作者佚名  2006-01-09
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笔者曾遇到这样的需求:某软件在运行中随时有可能向外发送短信,一方面发送短信的设备是个独占资源,另一方面有多个线程要发短信。按照“把不稳定因素限定在一个实体中”的原则,自然就用一个专门的线程来操作短信设备,它的任务是从消息队列中取出要发送的短信,通过短信设备发送出去。

这是比较常见的生产者-消费者模型,即一个模块产生数据,另外模块取得数据并进行处理。如何实现互斥?如何让生产者和消费者都能够方便的工作?

类似这样的情况在编程中十分常见,采用消息队列是很好的解决办法。本文给出的消息队列具有以下特色:

????·消息的大小、结构是自由的,甚至可以是一个对象;

????·消息队列的长度(容纳消息的个数)是可设定的,超过最大长度可以选择丢弃或等待;

????·新消息一般是放在队列的最后面,也可以放在最前面;

????·代码少,思路简洁,你可以根据情况扩展;

【设计思路】

设计思路其实很简单,消息队列类CHMQ是个模板类,用CList保存消息,用CriticalSection来实现互斥,用Event来控制消息队列为空或已满的情况。提供以下几个常用接口:

????·Push() 在队列尾增加消息,如果消息队列已满,根据设定或丢弃消息,或阻塞直到队列不为满的时候。

????·Insert() 在对列头增加消息,其他同Push()。

????·Pop() 从队列头中取消息,如果队列为空则阻塞,直到不为空的时候。

????·SetMaxCount() 设置消息队列的最大长度,以及如果消息队列满的时候新消息的处理方式。????或丢弃消息,或阻塞直到队列不为满的时候。

????·GetMaxCount() 返回消息队列的最大长度,如果没有设置最大长度则返回-1。

????·GetQueueCount() 返回目前消息队列中的消息个数。

【扩展】

????(1) 目前一个CHMQ对象仅支持一个消息队列,可以扩展成多个消息队列

????(2) 消息队列为空时,Pop()一直阻塞到有新消息时才返回,可以扩展成超时返回

????(3) 消息队列已满时,Push()和Insert()可能会阻塞到队列不满的时候,可以扩展成超时丢弃

#ifndef CHMQ_H

#define CHMQ_H

#include #include templateclass CHMQ{public:????CHMQ()????{????????m_nMax = -1;????????m_bDrop = FALSE;????????::InitializeCriticalSection(&m_lock);????????m_hPushEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);????????ASSERT(m_hPushEvent != NULL);????????m_hPopEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);????????ASSERT(m_hPopEvent != NULL);????}????~CHMQ()????{????????::DeleteCriticalSection(&m_lock);????????::CloseHandle(m_hPushEvent);????????::CloseHandle(m_hPopEvent);????????m_list.RemoveAll();????}????// 队列尾增加消息,如果消息队列已满,根据设定或丢弃消息,或阻塞直到队列不为满的时候。????void Push(TYPE& type)????{????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????// 如果消息队列已满????????if ( m_nMax 0 && m_list.GetCount() = m_nMax)????????{????????????::ResetEvent(m_hPushEvent);????????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????????????if( m_bDrop )????????????????return;????????????if ( ::WaitForSingleObject(m_hPushEvent, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)????????????????ASSERT(FALSE);????????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????}????????m_list.AddTail(type);????????::SetEvent(m_hPopEvent);????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????}????// 队列头增加消息,如果消息队列已满,根据设定或丢弃消息,或阻塞直到队列不为满的时候。????void Insert(TYPE& type)????{????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????// 如果消息队列已满????????if ( m_nMax 0 && m_list.GetCount() = m_nMax)????????{????????????::ResetEvent(m_hPushEvent);????????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????????????if( m_bDrop )????????????????return;????????????if ( ::WaitForSingleObject(m_hPushEvent, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)????????????????ASSERT(FALSE);????????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????}????????m_list.AddHead(type);????????::SetEvent(m_hPopEvent);????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????}????????// 从队列头中取消息,如果队列为空则阻塞,直到不为空的时候。????TYPE Pop()????{????????TYPE type;????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????// 如果队列为空????????if (m_list.IsEmpty())????????{????????????::ResetEvent(m_hPopEvent);????????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????????????if ( ::WaitForSingleObject(m_hPopEvent, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)????????????????ASSERT(FALSE);????????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????}????????type = m_list.RemoveHead();????????::SetEvent(m_hPushEvent);????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????????return type;????}????// 返回目前消息队列中的消息个数。????int GetQueueCount()????{????????int nCount = 0;????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????nCount = m_list.GetCount();????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????????????????return nCount;????}????// 设置消息队列的最大长度,以及如果消息队列满的时候新消息的处理方式。????//????或丢弃消息,或阻塞直到队列不为满的时候。????void SetMaxCount(int nMax = -1, BOOL bDrop = FALSE)????{????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????m_nMax = nMax;????????m_bDrop = bDrop;????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????}????// 返回消息队列的最大长度,如果没有设置最大长度则返回-1。????int GetMaxCount()????{????????::EnterCriticalSection(&m_lock);????????::LeaveCriticalSection(&m_lock);????????return m_nMax;????}private:????CRITICAL_SECTION????m_lock;????CList????m_list;????HANDLE????m_hPopEvent;????HANDLE????m_hPushEvent;????int??m_nMax;????BOOL m_bDrop;};#endif // CHMQ_H

 
 
 
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