在 C++ 中每秒处理 X 个项目的最佳模式是什么？

Question

我有一个

Consumer

类，应该每秒从队列中删除

n

个项目，但不再有：

class Consumer {
    Consumer(int items_per_sec, Storage& storage) : 
        items_per_sec{items_per_sec}, storage{storage} {}
    
    void consume() {
        while (!storage.empty()) {
            for (int i = 0; i < items_per_sec; ++i) {
                storage.consume();
            }

            std::this_thread::sleep_for(1s);
        }
    }

private:
    int items_per_sec;
    Storage& storage;
};

这里，

Storage

是一个线程安全的队列抽象。假设还有一个

Producer

类向此存储添加项目，但它在某个时刻停止，并且只有一个生产者线程和一个消费者线程。

这段代码（至少）有两个问题，但我不知道如何解决它们：

1. Consumer

   每秒不会正好消耗

   n

   个项目，因为它在处理

   n

   项目后会休眠一整秒（假设

   n

   不会太高，以至于处理

   n 需要超过 1 秒的时间） 

   物品，但也不一定很小）。
2. 如果最后一秒没有完全剩下

   n

   物品，

   Consumer

   会尝试消耗太多次。

实现“每秒做某事 n 次”的这种模式的正确方法是什么？

Answer 1

一般来说，这应该可行 - 您创建一个包含已处理项目的时间戳的容器。可能

std::deque

是一个很好的候选者（由于

pop_front()

和

push_back()

的存在）现在的算法是：

1 If processing queue is empty - sleep indefinitely on `std::condition_var`
2 Remove older than a second timestamps from the beginning of the `std::deque`
3 Process items in the queue and add timestamps to `std::deque`
4 If `std::deque` size reached `items_per_sec` sleep until the first timestamp + 1 second in `std::deque` and go to p 1
5 If queue is empty go to p 1

当您将元素添加到队列中时，如有必要，请通知另一个线程条件变量。因此，基本上将

std::deque

大小限制为

items_per_sec

并且仅保持时间戳更新于 1 秒即可完成这项工作。