C++で、キューを監視したい

Question

C++で、queueにデータがpushされたことを監視する方法って、どんなものがありますか？
いま、わたしが実装しているのは、whileによる無限ループで、ループ毎にqueueからpopするようにしています。
この方法だと、冗長だという気がしてなりません。
FDを監視するselectみたいなものは、ありませんでしょうか？

コードを以下に掲載します。
msg_receive()のなかで、whileループでメッセージキュー（msgq）を監視しているところを改善したいです。

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <queue>

using namespace std;

queue<string> msgq;
pthread_mutex_t msgmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

// メッセージ受信
void *msg_receive(void *arg){
    while(true){
        if(!msgq.empty()){
            pthread_mutex_lock(&msgmutex);
            cout << "      Receive Thread pop data : " << msgq.front() << endl;
            msgq.pop();
            pthread_mutex_unlock(&msgmutex);
            usleep(1500000);    // 1.5秒
        }
    }
    pthread_exit((void *)0);
}

// メッセージ送信
void *msg_send(void *arg) {
    string msg;

    while(true){
        cin >> msg;
        pthread_mutex_lock(&msgmutex);
        msgq.push(msg);
        pthread_mutex_unlock(&msgmutex);
    }
    pthread_exit((void *)0);
}

int main(int argc, char **argv) {
    pthread_t thr1, thr2;

    // 受信スレッド、送信スレッドを生成
    if(pthread_create(&thr1, NULL, msg_receive, NULL) ||
        pthread_create(&thr2, NULL, msg_send, NULL)){
        cout << argv[0] << "qthread_create() is failed\n";
        exit(1);
    }

    // スレッドの終了を待つ
    pthread_join(thr1, NULL);
    pthread_join(thr2, NULL);
    return 0;
}

Comments

[y_waiwai]

なんのqueueのはなしでしょうか

[torimingo]

C++の#include<queue>のことです。
質問にコードを追記しました。

Answer 1

こんにちは。

最近では条件変数を使うと良いように思います。条件変数 Step-by-Step入門は条件変数を使ってQueueを実装するサンプルを使って解説してあります。

セマフォのP/V操作をうまいこと使ってキューを実装する方式も「常道」なのですが、参考となるサイトが見つかりませんでした。実装は簡単なのですが考え方がちょっと難しいです。

条件変数はかなり強力なツールですし、C++11以降標準で使えます。（セマフォはC++11でも導入されていません。条件変数があれば十分だからかも。）

Comments

[yohhoy]

セマフォ版のキュー操作アルゴリズムは https://qiita.com/yohhoy/items/aa11116390d6bb0225e2 に(疑似)コードがありますのでご参考に...

[torimingo]

>Chironianさん
ご回答のほど、ありがとうございました。
条件変数というものを初めて知りました。まさに自分が探していたものです。
提示して頂いたサイトで非常にわかりやすく説明されていたので、勉強させて頂きたいと思います。

>yohhoyさん
セマフォ版のキュー操作アルゴリズムのコードを提示して頂き、ありがとうございます。
さっと見ただけでは、まだ理解が及びませんでしたので、自分でも色々と調べていきたいと思います。

Answer 2

sizeを監視してればいいだけなんでは

Comments

[torimingo]

selectでsizeを監視することは、可能なのでしょうか。
fdにsizeを設定してselectで監視してみたのですが、queueにデータを詰めても反応しませんでした・・・。

[y_waiwai]

sizeでいくつキューに溜まったか見れるので、希望する分だけ溜まったかそうでないかの判定はできるでしょ

[torimingo]

すみません。よく理解することができないのですが、sizeの監視方法をコードで示していただけないでしょうか。

Answer 3

セマフォ使えばいいんじゃないですか。

push側は

pthread_mutex_lock(&msgmutex);
msgq.push(msg);
pthread_mutex_unlock(&msgmutex);
/* ここにセマフォのV操作を記述する */

pop側は

while(true) {
	/* ここにセマフォのP操作を記述する */
	
	pthread_mutex_lock(&msgmutex);
	cout << "      Receive Thread pop data : " << msgq.front() << endl;
	msgq.pop();
	pthread_mutex_unlock(&msgmutex);
}

OSなどの環境がわからないのでセマフォ操作のコードはコメントにしています。
ググったり以下のURLを参考にするなどしてご自分の環境に合わせて実装してください。
http://www.c-lang.net/semop/index.html
https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc429076.aspx

Comments

[torimingo]

ご回答をありがとうございました。
セマフォを使って、がんばってみたいと思います。