C++循環隊列的多線程應用案例

循環隊列在多線程應用中經常用于實現生產者消費者模型。下面是一個簡單的C++多線程應用案例，利用循環隊列實現生產者消費者模型：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

const int QUEUE_SIZE = 10;

std::queue<int> q;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

void producer() {
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        cv.wait(lock, []{ return q.size() < QUEUE_SIZE; });
        q.push(i);
        lock.unlock();
        cv.notify_all();
    }
}

void consumer() {
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        cv.wait(lock, []{ return !q.empty(); });
        int val = q.front();
        q.pop();
        std::cout << "Consumed: " << val << std::endl;
        lock.unlock();
        cv.notify_all();
    }
}

int main() {
    std::thread prod_thread(producer);
    std::thread cons_thread(consumer);

    prod_thread.join();
    cons_thread.join();

    return 0;
}

在這個案例中，我們使用一個循環隊列q來存儲生產者產生的數據，隊列的最大容量為QUEUE_SIZE。生產者線程不斷向隊列中添加數據，如果隊列已滿，則等待消費者線程消費數據；消費者線程不斷從隊列中取出數據進行消費，如果隊列為空，則等待生產者線程生產數據。

通過使用互斥量mtx和條件變量cv，我們實現了線程間的同步和通信。生產者線程在生產數據時會獲取互斥量，然后判斷隊列是否已滿，如果已滿則等待消費者線程通知；消費者線程在消費數據時會獲取互斥量，然后判斷隊列是否為空，如果為空則等待生產者線程通知。