C++11:基於std::queue和std::mutex構建一個線程安全的隊列

C++中的模板std::queue提供了一個隊列容器,但這個容器並不是線程安全的，如果在多線程環境下使用隊列，它是不能直接拿來用的。
基於它做一個線程安全的隊列也並不復雜。基本的原理就是用std::mutext信號量對std::queue進行訪問控制，以保證任何一個線程都是獨占式訪問，下面是完整的代碼。

/*
 * threadsafe_queue.h
 *
 *  Created on: 2016年7月26日
 *      Author: guyadong
 */

#ifndef COMMON_SOURCE_CPP_THREADSAFE_QUEUE_H_
#define COMMON_SOURCE_CPP_THREADSAFE_QUEUE_H_
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <initializer_list>
namespace gdface {
inline namespace mt{
/*
 * 線程安全隊列
 * T為隊列元素類型
 * 因為有std::mutex和std::condition_variable類成員,所以此類不支持復制構造函數也不支持賦值操作符(=)
 * */
template<typename T>
class threadsafe_queue{
private:
    // data_queue訪問信號量
    mutable std::mutex mut;
    mutable std::condition_variable data_cond;
    using queue_type = std::queue<T>;
    queue_type data_queue;
public:
    using value_type= typename queue_type::value_type;
    using container_type = typename queue_type::container_type;
    threadsafe_queue()=default;
    threadsafe_queue(const threadsafe_queue&)=delete;
    threadsafe_queue& operator=(const threadsafe_queue&)=delete;
    /*
     * 使用迭代器為參數的構造函數,適用所有容器對象
     * */
    template<typename _InputIterator>
    threadsafe_queue(_InputIterator first, _InputIterator last){
        for(auto itor=first;itor!=last;++itor){
            data_queue.push(*itor);
        }
    }
    explicit threadsafe_queue(const container_type &c):data_queue(c){}
    /*
     * 使用初始化列表為參數的構造函數
     * */
    threadsafe_queue(std::initializer_list<value_type> list):threadsafe_queue(list.begin(),list.end()){
    }
    /*
     * 將元素加入隊列
     * */
    void push(const value_type &new_value){
        std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
        data_queue.push(std::move(new_value));
        data_cond.notify_one();
    }
    /*
     * 從隊列中彈出一個元素,如果隊列為空就阻塞
     * */
    value_type wait_and_pop(){
        std::unique_lock<std::mutex>lk(mut);
        data_cond.wait(lk,[this]{return !this->data_queue.empty();});
        auto value=std::move(data_queue.front());
        data_queue.pop();
        return value;
    }
    /*
     * 從隊列中彈出一個元素,如果隊列為空返回false
     * */
    bool try_pop(value_type& value){
        std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
        if(data_queue.empty())
            return false;
        value=std::move(data_queue.front());
        data_queue.pop();
        return true;
    }
    /*
     * 返回隊列是否為空
     * */
    auto empty() const->decltype(data_queue.empty()) {
        std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
        return data_queue.empty();
    }
    /*
     * 返回隊列中元素數個
     * */
    auto size() const->decltype(data_queue.size()){
        std::lock_guard<std::mutex>lk(mut);
        return data_queue.size();
    }
}; /* threadsafe_queue */
}/* namespace mt */
}/* namespace gdface */
#endif /* COMMON_SOURCE_CPP_THREADSAFE_QUEUE_H_ */

這里只實現了阻塞式的pop函數wait_and_pop,你也可以根據自己的需要對代碼進行適當的改造，以符合自己的需求。 
(C++11風格代碼，在VS2015和gcc5.2.0下編譯通過)

因為有std::mutex和std::condition_variable類成員,所以此類不支持復制構造函數也不支持賦值操作符(=)