Qt多线程编程（3）——QSemaphore的使用

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。

/**************************************
*说明：生产者——消费者线程模型
***************************************/
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QSemaphore>
#include <QThread>
#include <stdio.h>
//
QSemaphore usedSem(0);//已用量
QSemaphore unusedSem(4096);//未使用变量
unsigned int buffer[4096];//缓冲区
//生产者线程
class producer:public QThread
{
public:
producer();
private:
void run();
};
producer::producer()
{
;
}
//
void producer::run()
{
int i=0;
for(i=0;i<10000;i++)
{
unusedSem.acquire();//空闲信号量减1
buffer[i%4096]=i;
usedSem.release();//已用信号量加1
}
}
//消费者线程
class customer:public QThread
{
public:
customer();
private:
void run();
};
customer::customer()
{
;
}

void customer::run()
{
int i=0;
for(i=0;i<10000;i++)
{
usedSem.acquire();//已用信号量减1
printf("%d\n",buffer[i%4096]);
unusedSem.release();//空闲信号量加1
}
}

//
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
//
producer producerThread;
customer customerThread;
//
producerThread.start();
customerThread.start();
//
producerThread.wait();
customerThread.wait();
//
return a.exec();
}