C++如何实现一个线程安全的队列？（代码示例）

admin 百科 2025-12-15 12

使用unique_lock而非lock_guard是因为wait需自动释放并重获锁，而lock_guard不支持中途解锁。

C++如何实现一个线程安全的队列？（代码示例）-第1张图片-佛山资讯网

用 std::mutex 配合 std::queue 和 std::condition_variable 就能写出一个真正可用的线程安全队列，核心是保护共享状态、避免忙等待、支持阻塞式读写。

基础模板：带锁+条件变量的阻塞队列

以下是一个泛型、线程安全、支持 push/pop 阻塞等待的队列实现：

#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

template <typename T>
class ThreadSafeQueue {
private:
    std::queue<T> queue_;
    mutable std::mutex mutex_;
    std::condition_variable cond_not_empty_;
    std::condition_variable cond_not_full_;  // 可选：若加容量限制才需要

public:
    void push(T value) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        queue_.push(std::move(value));
        cond_not_empty_.notify_one();  // 通知可能在 wait 的 pop
    }

    bool try_pop(T& result) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        if (queue_.empty()) return false;
        result = std::move(queue_.front());
        queue_.pop();
        return true;
    }

    void wait_and_pop(T& result) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        cond_not_empty_.wait(lock, [this] { return !queue_.empty(); });
        result = std::move(queue_.front());
        queue_.pop();
    }
};

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