C++ std::condition_variable wait() wait_for() 区别 怎么用 实例
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 <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variablestd::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 <std::mutex> 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 <std::mutex> 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 9std::condition_variable::wait() 介绍
| unconditional (1) |
|
|---|---|
| predicate (2) |
|
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 <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread, std::this_thread::yield
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variablestd::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 <std::mutex> 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 <std::mutex> 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
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10三、wait_for()
std::condition_variable::wait_for() 介绍
| unconditional (1) |
|
|---|---|
| predicate (2) |
|
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 <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <chrono> // std::chrono::seconds
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variable, std::cv_statusstd::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<std::mutex> 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
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