一、std::condition_variable 是条件变量。

一、std::condition_variable 是条件变量。

二、wait()

当 std::condition_variable 对象的某个 wait 函数被调用的时候，它使用 std::unique_lock(通过 std::mutex) 来锁住当前线程。当前线程会一直被阻塞，直到另外一个线程在相同的 std::condition_variable 对象上调用了 notification 函数来唤醒当前线程。

首先我们来看一个简单的例子

#include // std::cout

#include // std::thread

#include // std::mutex, std::unique_lock

#include // std::condition_variable

std::mutex mtx; // 全局互斥锁.

std::condition_variable cv; // 全局条件变量.

bool ready = false; // 全局标志位.

void do_print_id(int id)

{

std::unique_lock lck(mtx);

while (!ready) // 如果标志位不为 true, 则等待...

cv.wait(lck); // 当前线程被阻塞, 当全局标志位变为 true 之后,

// 线程被唤醒, 继续往下执行打印线程编号id.

std::cout << "thread " << id << '\n';

}

void go()

{

std::unique_lock lck(mtx);

ready = true; // 设置全局标志位为 true.

cv.notify_all(); // 唤醒所有线程.

}

int main()

{

std::thread threads[10]; // spawn 10 threads:

for (int i = 0; i < 10; ++i)

threads[i] = std::thread(do_print_id, i);

std::cout << "10 threads ready to race...\n";

go(); // go!

for (auto & th:threads)

th.join();

return 0;

}

执行结果如下：

10 threads ready to race...

thread 1

thread 0

thread 2

thread 3

thread 4

thread 5

thread 6

thread 7

thread 8

thread 9

std::condition_variable::wait() 介绍

unconditional (1) void wait (unique_lock& lck); predicate (2)

template

void wait (unique_lock& lck, Predicate pred);在第二种情况下（即设置了 Predicate），只有当 pred 条件为 false 时调用 wait() 才会阻塞当前线程，并且在收到其他线程的通知后只有当 pred 为 true 时才会被解除阻塞。因此第二种情况类似以下代码：

当前线程调用 wait() 后将被阻塞(此时当前线程应该获得了锁（mutex），不妨设获得锁 lck)，直到另外某个线程调用 notify_* 唤醒了当前线程。

在线程被阻塞时，该函数会自动调用 lck.unlock() 释放锁，使得其他被阻塞在锁竞争上的线程得以继续执行。另外，一旦当前线程获得通知(notified，通常是另外某个线程调用 notify_* 唤醒了当前线程)，wait() 函数也是自动调用 lck.lock()，使得 lck 的状态和 wait 函数被调用时相同。

在第二种情况下（即设置了 Predicate），只有当 pred 条件为 false 时调用 wait() 才会阻塞当前线程，并且在收到其他线程的通知后只有当 pred 为 true 时才会被解除阻塞。

因此第二种情况类似以下代码：

while (!pred()) wait(lck);

请看下面例子（参考）：

#include // std::cout

#include // std::thread, std::this_thread::yield

#include // std::mutex, std::unique_lock

#include // std::condition_variable

std::mutex mtx;

std::condition_variable cv;

int cargo = 0;

bool shipment_available()

{

return cargo != 0;

}

// 消费者线程.

void consume(int n)

{

for (int i = 0; i < n; ++i) {

std::unique_lock lck(mtx);

cv.wait(lck, shipment_available);

std::cout << cargo << '\n';

cargo = 0;

}

}

int main()

{

std::thread consumer_thread(consume, 10); // 消费者线程.

// 主线程为生产者线程, 生产 10 个物品.

for (int i = 0; i < 10; ++i) {

while (shipment_available())

std::this_thread::yield();

std::unique_lock lck(mtx);

cargo = i + 1;

cv.notify_one();

}

consumer_thread.join();

return 0;

}

程序执行结果如下：

concurrency ) ./ConditionVariable-wait

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

三、wait_for()

std::condition_variable::wait_for() 介绍

unconditional (1) template cv_status wait_for (unique_lock& lck, const chrono::duration& rel_time); predicate (2) template bool wait_for (unique_lock& lck, const chrono::duration& rel_time, Predicate pred);

与 std::condition_variable::wait() 类似，不过 wait_for 可以指定一个时间段，在当前线程收到通知或者指定的时间 rel_time 超时之前，该线程都会处于阻塞状态。而一旦超时或者收到了其他线程的通知，wait_for 返回，剩下的处理步骤和 wait() 类似。

另外，wait_for 的重载版本（predicte(2)）的最后一个参数 pred 表示 wait_for 的预测条件，只有当 pred 条件为 false 时调用 wait() 才会阻塞当前线程，并且在收到其他线程的通知后只有当 pred 为 true 时才会被解除阻塞，因此相当于如下代码：

return wait_until (lck, chrono::steady_clock::now() + rel_time, std::move(pred));

请看下面的例子（参考），下面的例子中，主线程等待 th 线程输入一个值，然后将 th 线程从终端接收的值打印出来，在 th 线程接受到值之前，主线程一直等待，每个一秒超时一次，并打印一个 "."：

#include // std::cout

#include // std::thread

#include // std::chrono::seconds

#include // std::mutex, std::unique_lock

#include // std::condition_variable, std::cv_status

std::condition_variable cv;

int value;

void do_read_value()

{

std::cin >> value;

cv.notify_one();

}

int main ()

{

std::cout << "Please, enter an integer (I'll be printing dots): \n";

std::thread th(do_read_value);

std::mutex mtx;

std::unique_lock lck(mtx);

while (cv.wait_for(lck,std::chrono::seconds(1)) == std::cv_status::timeout) {

std::cout << '.';

std::cout.flush();

}

std::cout << "You entered: " << value << '\n';

th.join();

return 0;

}

C++11: 并发指南五(std::condition_variable 详解)_zzhongcy的专栏-CSDN博客