C++条件变量

news2024/11/15 7:10:44

概述

条件变量的使用，其实是一种多线程通知模式，当线程一使用完数据后，通过条件变量通知其他线程，C++11后开始支持。

说明

条件变量必须配合mutex使用，确保并发访问的排他性

std::unique_lock<std::mutex> lock(m);

线程让自我挂起，释放锁, 等待条件匹配

若next == index为false则线程挂起，释放锁，直到被唤醒；唤醒后再判断next == index，若为false则继续挂起，直到被唤醒同时条件为true。

 cv.wait(lock, [=]{return next == index; });
    ...

发送通知以唤醒等待队列中所有线程

cv.notify_all();

主线程等待线程结束

t.join

其他条件变量函数
notify_one                    通知一个等待的线程
notify_all         通知所有等待的线程
wait                              阻塞当前线程，直到条件变量被唤醒
wait_for                        阻塞当前线程，直到条件变量被唤醒，或到指定时限时长后
wait_until 阻塞当前线程，直到条件变量被唤醒，或直到抵达指定时间点
native_handle 返回原生句柄

测试代码

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

std::mutex m;
std::condition_variable cv;
std::vector<int> result;
int next = 0;

void worker(int index) {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
    cv.wait(lock, [=]{return next == index; });
    std::cout << "worker " << index << "\n";
    result.push_back(index);
    next = next + 1;
    if (next > 2) { next = 1; };
    cv.notify_all();
  }
}

int main() {
  std::thread worker1(worker, 1);
  std::thread worker2(worker, 2);
  {
    std::lock_guard<std::mutex> l(m);
    next = 1;
  }
  std::cout << "Start\n";
  cv.notify_all();
  worker1.join();
  worker2.join();
  for (int e : result) {
    std::cout << e << ' ';
  }
  std::cout << std::endl;
}