Android C++生产者与消费者简易Demo

2018-11-11 本文已影响24人未见哥哥

1. C++生产者与消费者

在了解生产者与消费者之前，我们先来看看 C++ 关于线程的一些基本知识：

线程锁

pthread_mutex_t :用于创建线程锁对象如：pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init :用于初始化pthread_mutex_t锁对象如：pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_mutex_destroy :用于销毁pthread_mutex_t锁对象如：pthread_mutex_destroy(&mutex);

线程信号条件

pthread_cond_t :用于创建线程条件对象如：pthread_cond_t cond;
pthread_cond_init :用于初始化pthread_cond_t条件对象如：
pthread_cond_init(&cond, NULL);
pthread_cond_destroy :用于销毁pthread_cond_t条件对象如：
pthread_cond_destroy(&cond);

加锁

pthread_mutex_lock :用于上锁mutex，本线程上锁后的其他变量是不能被别的线程操作的如：pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_mutex_unlock :用于解锁mutex，解锁后的其他变量可以被其他线程操作如：pthread_mutex_unlock(&mutex);

释放信号

pthread_cond_signal :用于发出条件信号如：pthread_cond_signal(&mutex, &cond);

线程等待

pthread_cond_wait :用于线程阻塞等待，直到pthread_cond_signal发出条件信号后
才执行退出线程阻塞执行后面的操作。

1.1 创建生产者和消费者线程的变量

为了模拟队列，我们先定义一个队列，并且预先往队列中添加 10 个数据。

//定义一个队列
std::queue<int> queue;

//预先往队列中添加10个数据
for (int i = 0; i < 10; i++) {
     queue.push(i);
}

pthread_mutex_init 创建线程锁

//线程锁
pthread_mutex_t pthread_mutex;

//创建锁
pthread_mutex_init(&pthread_mutex, NULL);

pthread_cond_init 创建线程条件变量

//线程条件对象
pthread_cond_t pthread_cond;
//创建线程条件变量
pthread_cond_init(&pthread_cond, NULL);

pthread_create 创建两个线程

//生产者线程
pthread_t product;
//消费者线程
pthread_t consumer;

//创建对应的线程，以及对应的回调函数
pthread_create(&product, NULL, productCallback, NULL);

pthread_create(&consumer, NULL, consumerCallback, NULL);

1.2 处理生产者回调

因为生产者是需要不断生产产品的，因此加入一个 isProcessing 的 boolean 变量来判断是否要停止生产。

处理生产者主要有以下几步：

加锁
往队列中加入数据
释放信号
解锁

void *productCallback(void *data) {
    //在开始线程时，该变量为true
    while (isProcessing) {

        //加锁
        pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);
        //生产一条数据
        queue.push(1);
        LOGI("生产者生产一个产品，目前还有%d个产品", queue.size());
        //通知消费者去消费
        pthread_cond_signal(&pthread_cond);
        //解锁
        pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
        //每生产一个产品睡眠5秒
        sleep(5);

    }
    //退出线程---暂时不会执行这段代码
    pthread_exit(&product);

}

1.3 处理消费者线程回调

消费者需要不断消费队列中的数据，当队列中没有数据时，消费者线程需要等待生产者线程生产数据，如果队列有数据，则直接消费队列的数据，然后释放锁

void *consumerCallback(void *data) {

    //消费不断的消费
    while (isProcessing) {

        //加锁
        pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);

        if (queue.size() > 0) {
            queue.pop();
            LOGI("消费者消费一个产品，还有%d个产品", queue.size());
        } else {
            LOGI("当前没产品，等待生产者生产");
            pthread_cond_wait(&pthread_cond, &pthread_mutex);
        }

        //解锁
        pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
        //睡眠500ms
        usleep(500 * 1000);
    }


    //退出线程---暂时不会执行这段代码
    pthread_exit(&consumer);
}

1.4 停止线程执行

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_example_lib_JniThreadDemo_stopMutex(JNIEnv *env, jobject instance) {

    isProcessing = false;

    pthread_mutex_destroy(&pthread_mutex);
    pthread_cond_destroy(&pthread_cond);
}

1.4 Java 层调用

//生产者与消费者
JniThreadDemo jniThreadDemo = new JniThreadDemo();
public void mutex(View view) {
    jniThreadDemo.mutex();
}
//生产者与消费者
public void stopMutex(View view) {
    jniThreadDemo.stopMutex();
}

1.5 源码

完整代码：

#include "pthread.h"
#include "queue"
//sleep
#include "unistd.h"

//定义一个队列
std::queue<int> queue;

//生产者线程
pthread_t product;
//消费者线程
pthread_t consumer;
//线程锁
pthread_mutex_t pthread_mutex;
//线程条件对象
pthread_cond_t pthread_cond;

bool isProcessing = true;

//生产者回调处理
void *productCallback(void *data) {

    while (isProcessing) {
        //死循环生产

        //加锁
        pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);
        //生产一条数据
        queue.push(1);
        LOGI("生产者生产一个产品，目前还有%d个产品", queue.size());
        //通知消费者去消费
        pthread_cond_signal(&pthread_cond);
        //解锁
        pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
        //每生产一个产品睡眠5秒
        sleep(5);

    }
    //退出线程---暂时不会执行这段代码
    pthread_exit(&product);

}

//消费者回调处理
void *consumerCallback(void *data) {

    //消费不断的消费
    while (isProcessing) {

        //加锁
        pthread_mutex_lock(&pthread_mutex);

        if (queue.size() > 0) {
            queue.pop();
            LOGI("消费者消费一个产品，还有%d个产品", queue.size());
        } else {
            LOGI("当前没产品，等待生产者生产");
            pthread_cond_wait(&pthread_cond, &pthread_mutex);
        }

        //解锁
        pthread_mutex_unlock(&pthread_mutex);
        //睡眠500ms
        usleep(500 * 1000);
    }
    //退出线程---暂时不会执行这段代码
    pthread_exit(&consumer);
}

//开启线程
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_liaowj_jni_thread_JniThreadDemo_mutex(JNIEnv *env, jobject instance) {

    if (isProcessing) {
        return;
    }
    isProcessing = true;

    //预先往队列中添加10个数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        queue.push(i);
    }

    //创建锁
    pthread_mutex_init(&pthread_mutex, NULL);
    //创建条件
    pthread_cond_init(&pthread_cond, NULL);

    //创建对应的线程
    pthread_create(&product, NULL, productCallback, NULL);

    pthread_create(&consumer, NULL, consumerCallback, NULL);

}

//停止线程
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_liaowj_jni_thread_JniThreadDemo_stopMutex(JNIEnv *env, jobject instance) {

    isProcessing = false;

    pthread_mutex_destroy(&pthread_mutex);
    pthread_cond_destroy(&pthread_cond);
}

生产者与消费者

项目地址：
https://github.com/liaowjcoder/Jni4Android

记录于 2018年11月11日光棍节~