互斥锁(mutex)用于互斥访问临界区,只允许一个线程访问共享变量。
条件变量可以让获取互斥锁 的线程在某个条件变量上等待,直到有其他线程把他唤醒。
互斥锁和条件变量通常一起使用实现同步。
互斥锁的操作
lock(mutex); // 获取锁,如果获取不到锁,线程进入阻塞状态,释放CPU
unlock(mutex) ;//释放锁
try_lcok(mutex);//非阻塞 获取锁,如果获取不到,就返回错误码
条件变量的操作
condition_variable cond;
cond.wait(..);//在条件变量上等待,线程进入阻塞状态,直到有其他线程把它唤醒
cond.notify(..); //唤醒等待在cond的某个线程
cond.notifyall(..);//唤醒等待在cond的所有线程
使用互斥锁和条件变量解决消费者生成者问题
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <vector>
#include <condition_variable>
class Shared{
public:
std::mutex mutex;
std::condition_variable cond_var;
std::vector<int> buffer;
const int capacity; //缓冲区容量
Shared(int cap):capacity(cap){}
void produce(int value) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
while (buffer.size() == capacity) cond_var.wait(lock);
buffer.push_back(value); std::cout << "Produced: " << value << "\n";
cond_var.notify_all();// 通知所有等待的线程
}
int consume() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
while (buffer.empty()) {
cond_var.wait(lock); // 缓冲区空时等待
}
int val = buffer.front();
buffer.erase(buffer.begin()); std::cout << "Consumed: " << val << "\n";
cond_var.notify_all(); // 通知所有等待的线程
return val;
}
};
Shared shared(10); // 缓冲区容量为10
void producer_function() {
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
shared.produce(i);
}
}
void consumer_function() {
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
shared.consume();
}
}
int main() {
std::thread producer(producer_function);
std::thread consumer(consumer_function);
producer.join();
consumer.join();
return 0;
}