C++ boost庫無鎖隊列多線程並行測試與編譯方法

C++ boost庫無鎖隊列多線程並行測試與編譯方法

閱讀了網絡中關於Boost庫無鎖隊列的源代碼，但卻缺少編譯方法。經過測試，確定了ubuntu 14.04中編譯boost庫的方法，特做記錄。

無鎖(free-lock)是實現高性能多線程並發編程的重要技術。

作為C++11 STL參考實現的boost庫，不僅支持11標准，而且做了許多擴展，掌握其使用方法，對於提高代碼質量，尤其重要。

以其多線程並行無鎖隊列為例，結合代碼和說明，演示了無鎖boost庫的使用和編譯方法。

代碼及說明如下：

//source: boost_queue.cpp
//目的： 測試boost無鎖隊列的使用方法
//操作系統：ubuntu 14.04
//安裝boost庫命令：sudo apt-get install libboost-all-dev
//pubdate: 2015-1-31   當前boost-dev版本是1.54
//編譯命令： g++ boost_queue.cpp -lboost_thread -lboost_system
//boost include位置: /usr/include/boost
//boost lib位置： ls /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ | grep 'boost'
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

//生產數量
boost::atomic_int producer_count(0);
//消費數量
boost::atomic_int consumer_count(0);
//隊列
boost::lockfree::queue queue(512);

//迭代次數
const int iterations = 1000000;
//生產線程數
const int producer_thread_count = 4;
//消費線程數
const int consumer_thread_count = 2;

//生產函數
void producer(void)
{
    for (int i = 0; i != iterations; ++i) {
    	//原子計數————多線程不存在計數不上的情況
        int value = ++producer_count;
        cout << "*";     //觀察生產類型： 純生產還是同時有消費的情況
        //若沒有進入隊列，則重復推送
        while (!queue.push(value)) ;
    }
}

//是否生產完畢標志
boost::atomic done (false);

//消費函數
void consumer(void)
{
    int value;
    //當沒有生產完畢，則邊消費邊生產
    while (!done) {
    	//只要能彈出元素，就消費
        while (queue.pop(value)) {
        	cout << ".";     //觀察消費類型： 純消費還是邊生產邊消費
            ++consumer_count;
        }
    }
	//如果生產完畢，則消費
    while (queue.pop(value))
        ++consumer_count;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    cout << "boost::lockfree::queue is ";
    if (!queue.is_lock_free())
        cout << "not ";
    cout << "lockfree" << endl;

	//線程群管理器
    boost::thread_group producer_threads, consumer_threads;

	//創建生產者線程
    for (int i = 0; i != producer_thread_count; ++i)
        producer_threads.create_thread(producer);
	//創建消費者線程
    for (int i = 0; i != consumer_thread_count; ++i)
        consumer_threads.create_thread(consumer);
	//等待生產者生產完畢
    producer_threads.join_all();
    //可以消費標志
    done = true;     //主線程不等生產線程完畢就設置done標記
    cout << "done" << endl;    //輸出以觀察主線程和各子線程的執行順序
    //等待消費者結束
    consumer_threads.join_all();   //由於消費者數量小於生產者數量，因此，供大於求，後階段是純消費期
	//輸出生產和消費數量
    cout << "produced " << producer_count << " objects." << endl;
    cout << "consumed " << consumer_count << " objects." << endl;
    
    return 0;
}