c++ - condition_variable 并不总是有效

Question

似乎 condition_variable notify_one 并不总是按应有的方式工作。

struct Task {
    std::mutex mutex;
    std::condition_variable cv;
    std::atomic_bool launch{false};
};
void job(Task& task) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock{task.mutex};
    task.cv.wait(lock, [&]{ return task.launch == true; });
}
int main() {
    for (auto i=0 ; i<1000*1000 ; i++) {
        Task task;
        std::thread thread{job, std::ref(task)};
        task.launch = true;
        task.cv.notify_one();
        thread.join();
    }
}

这个程序几乎永远不会到达终点，它在绝大多数时间里永远停止在循环中。为什么会这样？

Answer 1

这里有两个错误:

• 如果同步访问一个对象，则不需要该对象的原子类型。您的 atomic_bool 只会导致开销。
• 如果你想同步访问 launch 标志，你需要在写入之前锁定它的互斥体。您不会在 main() 中执行此操作。

解释:

1. main() 创建任务
2. main() 创建thread
3. job() 锁定互斥体
4. job() 检查 launch，这是错误的
5. main() 设置launch
6. main() 向 CV 发送信号，无人接收
7. job() 由于第4步launch的值等待CV

通常，第 3 步和第 6 步是原子的，因为任何其他线程在未锁定互斥量的情况下不应该触及 launch。由于那没有发生，因此允许发生依赖操作的交错，这最终导致了意外行为。