# TaskQueue

**Repository Path**: thesecret/task-queue

## Basic Information

- **Project Name**: TaskQueue
- **Description**: C++实现的任务队列
- **Primary Language**: C++
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 1
- **Created**: 2022-03-19
- **Last Updated**: 2023-09-14

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README



# 任务队列


## 要求

描述：将函数和参数打包，在异步线程顺序执行 \
知识点：完美转发，函数指针，多线程，队列（std:：thread，std:：mutex，std:：condition_variable）


## 内容笔记


### 任务队列

存储需要处理的任务，由工作的线程来处理这些任务。


### C++左值和右值

-   判断某个表达式是左值还是右值，最常用的有以下 2 种方法：
    1.  可位于赋值号（=）左侧的表达式就是左值；反之，只能位于赋值号右侧的表达式就是右值。（值得一提的是，C++ 中的左值也可以当做右值使用）
    2.  有名称的、可以获取到存储地址的表达式即为左值；反之则是右值。
-   C++ 右值引用（用 “&&” 表示）
    1.  和声明左值引用一样，右值引用也必须立即进行初始化操作，且只能使用右值进行初始化
        ```cpp
            int num = 10;
            //int && a = num;  //右值引用不能初始化为左值
            int&& a = 10;
        ```
    2.  和常量左值引用不同的是，右值引用还可以对右值进行修改
        ```cpp
            int num = 10;
            int&& a = 10;
            a = 100;
            cout << a << endl;
        ```

### unique_lock

unique_lock是个类模板，工作中，一般使用lock_guard(推荐使用)
unique_lock比lock_guard灵活很多，效率上差一点，内存占用多一点。


### std::async、std::future

std::async是个函数模板，用来启动一个异步任务，启动起来一个异步任务之后（什么叫“启动一个异步任务”，就是自动创建一个线程并开始执行对应的线程入口函数），他返回一个std::future对象，这个std::future对象里面就含有线程函数返回的结果，我们可以通过调用std::future对象的成员函数get()来获取结果；它返回一个std::future对象。


### 条件变量std::condition_variable、wait()、notify_one()

std:: condition_variable实际上是个类,是一个与条件相关的类，说白了就是等待一个条件的达成。这个类是需要和互斥量来配合工作的，用的时候我们要生成这个类的对象。

1.  wait()

    1.  如果第二个参数是true，那么wait()直接返回;
    2.  如果第二个参数lambda表达式返回值是false，那么wait（）将解锁互斥量，并堵塞到本行;那堵塞到什么时候为止呢？堵塞到其他某个线程调用notify_one()成员函数为止;
    3.  如果wait()没有第二个参数，my_cond.wait(sbguard)，那么就跟第二个参数lambda表达式返回false效果一样。

2.  notify_one()+wait()的工作流程

    1.  其他线程用notify_one()将本wait（原本是睡着/堵塞）的状态唤醒后，wait就开始恢复干活了，恢复后的wait干什么活？\
        a)wait不断地尝试重新获取互斥量锁，如果获取不到，那么流程就卡在wait这里等着获取，如果获取到，那么wait就继续执行b     \
        b)上锁（实际上获取到了锁，就等于上了锁）    \
          1)如果wait有第二个参数（lambda），就判断这个lamda表达式，如果lambda表达式为false那么wait又对互斥量解锁，然后又休眠，再等待被notify_one()唤醒    \
          2)如果lambda为true，则wait返回，流程走下来    \
          3)如果wait()没有第二个参数,则wait()返回，流程走下来    
    2.  为防止虚假唤醒：wait()中要有第二个参数（lambda）并且这个lambda中要正确处理公共数据是否存在    


### 完美转发

1.  定义

    函数模板可以将自己的参数“完美”地转发给内部调用的其它函数。所谓完美，即不仅能准确地转发参数的值，还能保证被转发参数的左、右值属性不变。

2.  C++11实现
    ```cpp
        #include <iostream>
        using namespace std;
        //重载被调用函数，查看完美转发的效果
        void otherdef(int& t) {
            cout << "lvalue\n";
        }
        void otherdef(const int& t) {
            cout << "rvalue\n";
        }
        //实现完美转发的函数模板
        template <typename T>
        void function(T&& t) {
            otherdef(forward<T>(t));
        }
        int main()
        {
            function(5);   // rvalue
            int  x = 1;
            function(x);   // lvalue
            return 0;
        }
    ```
    1.  怎么解决函数模板参数的左、右值接收问题？
        -   C++11 标准中规定，通常情况下右值引用形式的参数只能接收右值，不能接收左值。
        -   对于函数模板中使用右值引用语法定义的参数来说，它不再遵守这一规定，既可以接收右值，也可以接收左值（此时的右值引用又被称为“万能引用”）。
            ```cpp
                template<typename T>
                void function(T&& t) //既可以接受左值，又可以接受右值
                {
                    otherdef(t);   // t继续传参，在otherdef()中又变成了左值
                }
            ```
        -   在实现完美转发时，只要函数模板的参数类型为 T&&，则 C++ 可以自行准确地判定出实际传入的实参是左值还是右值。
    2.  如何将函数模板接收到的形参连同其左、右值属性，一起传递给被调用的函数？
        -   C++11引入了一个模板函数 forword() 。
            ```cpp
                //实现完美转发的函数模板
                template <typename T>
                void function(T&& t) {
                    otherdef(forward<T>(t));  //将函数模板接收到的形参连同其左、右值属性，一起传递给被调用的函数
                }
            ```

## 思路


### 实现功能

1.  判断队列是否为空
2.  获取队列深度
3.  向任务队列添加任务
4.  从任务队列获取任务

### 运行结果
![Image text](https://gitee.com/thesecret/task-queue/raw/master/res1.png)