QT 信号量QSemaphore的使用

Posted 2020-08-08

生产者——消费者模型中，生产者和消费者线程之间需要传递一定量的数据，两个线程会使用一个特定大小的共享环形缓冲器。

生产者向缓冲器中写入数据，直到它到达缓冲器的终点；然后它会再次从起点重新开始，覆盖已经存在的数据。消费者线程则会读取生成的数据。

在生产者——消费者实例中，对于同步的需求有两个部分：如果生产者线程生成数据的速度太快，那么将会把消费者线程还没有读取的数据覆盖；如果消费者线程读取数据的速度过快，那么它就会越过生产者线程而读取一些垃圾数据。

解决这一问题的一个粗略方法是，让生产者线程填满缓冲器，然后等待消费者线程读取完缓冲器中全部速度。

另一个更有效的方案是使用两个信号量。

freeSpace信号量控制生产者线程写入数据的那部分缓冲器，usedSpace信号量则控制消费者线程读取数据的那部分缓冲器区域。这两个区域是相互补充的。常用缓冲区容量值初始化freeSpace信号量，意味着它最多可以获取的缓冲器资源量。在启动这个应用程序时，消费者线程就会获得自由的字节并把它们转换为用过的字节。用0初始化usedSpace信号量，以确保消费者线程不会在一开始就读取到垃圾数据。

在生产者线程中，每次反复写入都是从获取一个自由字节开始。如果该缓冲器中充满了消费者线程还没有读取的数据，那么对acquire()的调用就会被阻塞，直到消费者线程开始消费这些数据。一旦生产者线程获取这一字节，就写入数据，并将这个字节释放为用过的字节，以让消费者线程读取到。

在消费者线程中，我们从获取一个用过的字节开始。如果缓冲器中还没有任何可用的数据，那么将会阻塞对acquire()调用，直到生产者线程生产数据。一旦获取到这个字节，就使用数据，并把字节释放为自由的字节，这样，生产者线程就可以再次写入。

生产者把自由的空间转换为用过的空间，消费者将用过的空间转换为自由的空间。

 

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1. /************************************** 

2. *说明：生产者——消费者线程模型 

3. ***************************************/  

4. #include <QtCore/QCoreApplication>  

5. #include <QSemaphore>  

6. #include <QThread>  

7. #include <stdio.h>  

8. //  

9. QSemaphore usedSem(0);//已用量  

10. QSemaphore unusedSem(4096);//未使用变量  

11. unsigned int buffer[4096];//缓冲区  

12. //生产者线程  

13. class producer:public QThread  

14. {  

15. public:  

16.     producer();  

17. private:  

18.     void run();  

19. };  

20. producer::producer()  

21. {  

22.     ;  

23. }  

24. //  

25. void producer::run()  

26. {  

27.     int i=0;  

28.     for(i=0;i<10000;i++)  

29.     {  

30.         unusedSem.acquire();//空闲信号量减1  

31.         buffer[i%4096]=i;  

32.         usedSem.release();//已用信号量加1  

33.     }  

34. }  

35. //消费者线程  

36. class customer:public QThread  

37. {  

38. public:  

39.     customer();  

40. private:  

41.     void run();  

42. };  

43. customer::customer()  

44. {  

45.     ;  

46. }  

47.   

48. void customer::run()  

49. {  

50.     int i=0;  

51.     for(i=0;i<10000;i++)  

52.     {  

53.         usedSem.acquire();//已用信号量减1  

54.         printf("%d\n",buffer[i%4096]);  

55.         unusedSem.release();//空闲信号量加1  

56.     }  

57. }  

58.   

59. //  

60. int main(int argc, char *argv[])  

61. {  

62.     QCoreApplication a(argc, argv);  

63.     //  

64.     producer producerThread;  

65.     customer customerThread;  

66.     //  

67.     producerThread.start();  

68.     customerThread.start();  

69.     //  

70.     producerThread.wait();  

71.     customerThread.wait();  

72.     //  

73.     return a.exec();  

74. }