月份: 2019 年 11 月

以下為精簡後的 code，並且假設 Task Queue 存放的型別為 std::string，讓我們來看程式的關鍵部分，也就是 Put function 和 Take function 的寫法：

#include 
#include 
#include 
#include 
class CTaskQueue
{
public:
	void Put(const std::string& s)
	{
		{
			std::lock_guard lock(m_mutex);
			m_queue.push(s);
		}
		m_condNotEmpty.notify_one();
	}
	std::string Take()
	{
		std::unique_lock lock(m_mutex);
		m_condNotEmpty.wait(lock, [this]
			{
				return !this->m_queue.empty();
			});
		std::string s = m_queue.front();
		m_queue.pop();
		return s;
	}
private:
	std::mutex m_mutex;
	std::queue m_queue;
	std::condition_variable m_condNotEmpty;
};

首先來看 Take function，在 m_queue 為空的時候，消費者 thread 不能取得資料，因此有必要使用 std::condition_variable 根據 m_queue 是否為空的條件來暫停消費者 thread 執行，直到 m_queue 不為空時才被喚醒。注意這裡使用 std::condition_variable 的 wait 成員函式，當表達式為 true 時會繼續執行，因此要使用 !this->m_queue.empty() 來當作判斷式。

還有要注意的一點是，當消費者 thread 被暫停後，m_mutex 會被釋放，不然程式就會永遠卡住了，請各位暫停並思考一下此處奧妙，或繼續往下看也會有解答。

那麼由誰來喚醒消費者 thread 呢？接下來就將目光移到 Put function。因為需要 Thread-safe，所以 m_queue.push(s) 需要使用 std::mutex 來保護，這沒有問題，並且請注意，這裡的生產者 thread 是可以搶到 m_mutex 的，這也是為什麼 std::condition_variable 條件不滿足需要釋放 m_mutex，不釋放則程式會永遠卡住。

當生產者 thread 將資料放進 Task Queue 後，m_condNotEmpty.notify_one() 會喚醒一個暫停中的消費者 thread，注意此處 m_condNotEmpty.notify_one() 的呼叫是在 { … } 之外，不在外面的話，因為 m_mutex 尚未被 Put function 釋放，有可能 Take function 內被喚醒的消費者 thread 會搶不到 m_mutex，又會短暫進入暫停，程式執行效率會稍慢一些。

好了，這就是全部了，謝謝各位。以下附上完整的程式碼，完整的程式碼複雜許多，未來再細細解釋吧！

#pragma once
#include 
#include 
#include 
template
class CTaskQueue final
{
public:
	CTaskQueue() : m_bStop(true), m_mutex(), m_queue(), m_condNotEmpty() {}
	CTaskQueue(const CTaskQueue&) = delete;
	CTaskQueue(CTaskQueue&&) = delete;
	CTaskQueue& operator=(const CTaskQueue&) = delete;
	CTaskQueue& operator=(CTaskQueue&&) = delete;
	~CTaskQueue()
	{
		Stop();
	}
public:
	void Start()
	{
		std::lock_guard lock(m_mutex);
		m_bStop = false;
	}
	void Stop()
	{
		{
			std::lock_guard lock(m_mutex);
			m_bStop = true;
		}
		m_condNotEmpty.notify_all();
	}
	void Clear()
	{
		std::lock_guard lock(m_mutex);
		m_queue.clear();
	}
	void Put(const T& t)
	{
		Add(t);
	}
	void Put(T&& t)
	{
		Add(std::move(t));
	}
	T Take()
	{
		std::unique_lock lock(m_mutex);
		m_condNotEmpty.wait(lock, [this]
			{
				return !this->m_queue.empty() || this->m_bStop;
			});
		if (m_bStop)
		{
			return T();
		}
		auto t = std::move(m_queue.front());
		m_queue.pop();
		return t;
	}
	auto TakeAll()
	{
		std::unique_lock lock(m_mutex);
		m_condNotEmpty.wait(lock, [this]
			{
				return !this->m_queue.empty() || this->m_bStop;
			});
		if (m_bStop)
		{
			return std::queue();
		}
		return std::move(m_queue);
	}
private:
	template
	void Add(T&& t)
	{
		{
			std::lock_guard lock(m_mutex);
			if (m_bStop)
			{
				return;
			}
			m_queue.push(std::forward(t));
		}
		m_condNotEmpty.notify_one();
	}
private:
	bool m_bStop;
	std::mutex m_mutex;
	std::queue m_queue;
	std::condition_variable m_condNotEmpty;
};