如何退出C++阻塞队列

在阅读了其他一些文章后，我知道我可以实现这样的c++阻塞队列：

template<typename T>
class BlockingQueue {
public:
std::mutex mtx;
std::condition_variable not_full;
std::condition_variable not_empty;
std::queue<T> queue;
size_t capacity{5};
BlockingQueue()=default;
BlockingQueue(int cap):capacity(cap) {}
BlockingQueue(const BlockingQueue&)=delete;
BlockingQueue& operator=(const BlockingQueue&)=delete;
void push(const T& data) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
while (queue.size() >= capacity) {
not_full.wait(lock, [&]{return queue.size() < capacity;});
}
queue.push(data);
not_empty.notify_all();
}
T pop() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
while (queue.empty()) {
not_empty.wait(lock, [&]{return !queue.empty();});
}
T res = queue.front();
queue.pop();
not_full.notify_all();
return res;
}
bool empty() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
return queue.empty();
}
size_t size() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
return queue.size();
}
void set_capacity(const size_t capacity) {
this->capacity = (capacity > 0 ? capacity : 10);
}
};

这对我来说很有效，但我不知道如果我在后台线程中启动它，我该如何关闭它

void main() {
BlockingQueue<float> q;
bool stop{false};
auto fun = [&] {
std::cout << "before entering loopn";
while (!stop) {
q.push(1);
}
std::cout << "after entering loopn";
};
std::thread t_bg(fun);
t_bg.detach();
// Some other tasks here
stop = true;
// How could I shut it down before quit here, or could I simply let the operation system do that when the whole program is over?
}

问题是，当我想关闭后台线程时，后台线程可能一直在休眠，因为队列已满，推送操作被阻止。当我希望后台线程停止时，我该如何停止它？

一个简单的方法是添加一个标志，当您想中止已经被阻止的pop()操作时，可以从外部设置该标志。然后，您必须决定中止的pop()将返回什么。一种方法是抛出异常，另一种方法则是返回std::optional<T>。这是第一种方法(我只写更改的部分。(

在您认为合适的地方添加此类型：

struct AbortedPopException {};

将其添加到您的类字段中：

mutable std::atomic<bool> abort_flag = false;

另外添加此方法：

void abort () const {
abort_flag = true;
}

更改pop()方法中的while循环如下：(您根本不需要while，因为我相信接受lambda的条件变量wait()方法不会错误地唤醒/返回；即循环已经在等待中。(

not_empty.wait(lock, [this]{return !queue.empty() || abort_flag;});
if (abort_flag)
throw AbortedPopException{};

就是这样(我相信。(

在main()中，当您想关闭"消费者"时，您可以在队列中调用abort()。但是您还必须在那里处理抛出的异常。基本上，这是你的"退出"信号。

一些旁注：

不要脱离线程！特别是在AFAICT没有理由的情况下(还有一些实际的危险(。只需发出信号(以任何适当的方式(让他们退出并join()他们。
您的stop标志应该是原子标志。你在后台线程中读取它，在主线程中写入它，这些可能(事实上(在时间上重叠，所以……数据竞赛！
我不明白为什么你的队列中有"满"状态和"容量"。想想它们是否有必要。

更新1：响应OP关于分离的评论。。。以下是您的主线程中发生的情况：

生成"生产者"线程(即将内容推送到队列中的线程(
然后你做所有你想做的工作(例如消耗队列中的东西(
有时，可能在main()结束时，您向线程发出停止信号(例如，通过将stop标志设置为true(
然后，也只有这样，你才能用线程join()

确实，主线程在等待线程接收"停止"信号、退出循环并从线程函数返回时会阻塞，但这是一个非常非常短的等待。而且你没有其他事情可做。更重要的是，你会知道你的线程干净且可预测地退出了，从那时起，你肯定知道该线程不会运行(在这里对你来说不重要，但对其他线程任务可能至关重要。(

这是您通常希望在生成在短任务上循环的工作线程时遵循的模式。

更新2：关于队列的"已满"one_answers"容量"。没关系。这当然是你的决定。没问题。

更新3：关于"抛出"与返回"空"对象以发出中止的"阻塞pop()"的信号。我不认为那样扔有什么错；特别是因为它非常非常罕见(只在生产者/消费者的操作结束时发生一次(。但是，如果要存储在Queue中的所有T类型都具有"无效"或"空"状态，那么您当然可以使用它。但投掷更为普遍，如果对一些人来说更"恶心"的话。

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