使用front()+pop()的线程安全队列

Question

我创建了一个线程安全队列（请参阅代码）。这个类似乎可以工作，但现在我想让front（）加pop（）的组合线程安全，这样线程首先获取元素，然后确定删除相同的元素。我可以想出一些解决方案，但它们对用户来说并不优雅，否则将失去强大的异常安全保障。

第一个解决方案是，用户只需锁定ThreadQueueu，而不是调用front（）和pop（）并解锁ThreadQueue。然而，该类的整体思想是，用户不必关心线程安全性。

第二种解决方案是将队列锁定在重载函数front（）中，只在pop（）中将其解锁。然而，在这种情况下，不允许用户只调用front（）或pop（），而不是用户友好的。。

我想到的第三个选项是在类（frontPop）中创建一个公共函数，该函数返回front元素并将其删除。然而，在这种情况下，异常安全性消失了。

什么是既友好（优雅）又能维护异常安全的解决方案？

class ThreadQueue: private std::queue<std::string>
{
  mutable std::mutex d_mutex;
  public:
    void pop()
    {
      lock_guard<mutex> lock(d_mutex);
      pop();
    }
    std::string &front()
    {
      lock_guard<mutex> lock(d_mutex);
      return front();
    }
    // All other functions
  private:
};

Answer 1

通常的解决方案是提供一个组合的前端&pop，接受用于存储弹出值的引用，并在弹出值时返回bool，即true：

bool pop(std::string& t) {
  lock_guard<mutex> lock(d_mutex);
  if (std::queue<std::string>::empty()) {
    return false;
  }
  t = std::move(std::queue<std::string>::front());
  std::queue<std::string>::pop();
  return true;
}

移动赋值引发的任何异常都会在修改队列之前发生，从而保持值类型的移动赋值运算符提供的异常保证。