C ++中的线程安全数据结构

在C++中，可以使用互斥锁（mutex）和条件变量（condition variable）来实现线程安全的数据结构。下面是一个示例，展示了如何使用互斥锁和条件变量来实现线程安全的队列。

#include <iostream>
#include <queue>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

template<typename T>
class ThreadSafeQueue {
public:
    ThreadSafeQueue() {}

    void Push(const T& value) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        queue_.push(value);
        condition_.notify_one();
    }

    bool Pop(T& value) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        condition_.wait(lock, [this] { return !queue_.empty(); });
        if (queue_.empty()) {
            return false;
        }
        value = queue_.front();
        queue_.pop();
        return true;
    }

private:
    std::queue<T> queue_;
    std::mutex mutex_;
    std::condition_variable condition_;
};

int main() {
    ThreadSafeQueue<int> queue;

    std::thread producer([&queue]() {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            queue.Push(i);
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
        }
    });

    std::thread consumer([&queue]() {
        int value;
        while (queue.Pop(value)) {
            std::cout << "Received: " << value << std::endl;
        }
    });

    producer.join();
    consumer.join();

    return 0;
}

在上面的示例中，ThreadSafeQueue类中的Push和Pop方法都使用了互斥锁来保护对队列的访问。在Push方法中，首先获取互斥锁，然后将数据压入队列，并通过条件变量通知等待的线程有新的数据可用。在Pop方法中，首先获取互斥锁，并通过条件变量等待队列中有数据可用。一旦有数据可用，就从队列中取出数据，并返回给调用者。

在main函数中，创建了一个生产者线程和一个消费者线程。生产者线程循环将0到9的整数压入队列，每次间隔100毫秒。消费者线程从队列中取出数据，并打印到控制台上。

这样，通过互斥锁和条件变量的使用，可以保证多个线程对队列的操作是线程安全的。