c++ - condition_variable 的常见用例场景

Question

条件变量可用于向其他线程发出信号，表明发生了某些事情:

mutex m;
condition_variable cv;

thread t1([&cv]{
    // processing
    ...
    cv.notify_one();
});
...
unique_lock<std::mutex> lck(m);
cv.wait(lck);

但是正如您所看到的，在我们等待通知之前，有一个机会窗口，线程处理完成并且通知正在通过，所以我们将永远等待。

在这种情况下，常见的解决方案是使用标志:

mutex m;
condition_variable cv;
bool done = false;

thread t1([&cv,&done]{
    // processing
    ...
    done = true; 
    cv.notify_one();
});
...
unique_lock<std::mutex> lck(m);
cv.wait(lck, [&done]{return done;});

使用标志是使用 condition_variable 的常见方式，还是我的解释有误？

Answer 1

条件变量应始终与您应该测试的某些条件相关联:

    unique_lock<mutex> lck(m);    while (!something)       cv.wait(lck);

条件在持有互斥锁的同时被检查，这意味着互斥锁应该保护与条件相关的数据，因此您知道它不会在测试和等待之间发生变化。

测试是 while 而不仅仅是 if 因为某些条件变量实现(包括基于 pthreads 的实现)可能会虚假地唤醒，即当没有人发出信号时，所以你应该在循环中检查条件并在不正确时重新等待。有一个 wait 的重载，它接受一个谓词并通过等待直到谓词返回 true 来自动处理虚假唤醒，例如这是修改为使用检查条件的 lambda 的上述示例:

    unique_lock<mutex> lck(m);    cv.wait(lck, [&] { return something; });

(在简单的情况下，我发现显式的 while 循环更容易阅读。)

正在使用的条件变量可以被认为是一个由条件变量、互斥量和谓词组成的三元组，它们在概念上通过一起使用来等待条件变量而绑定(bind)在一起。特定条件变量对象上的所有并发等待必须使用相同的互斥量，并且通常也会等待相同的谓词(或依赖于相同数据的相关谓词，受相同互斥量保护。)