并发操作的同步

前面学习了如何保护线程间的共享数据。然而，有时候我们不仅需要保护共享数据，还需要令独立线程上的行为同步。例如，某线程只有先等另一线程的任务完成，才可以执行自己的任务。一般而言，线程常常需要等待特定事件的发生，或等待某个条件成立。只要设置一个“任务完成”的标志，或者利用共享数据存储一个类似的标志，通过定期查验该标志就可以满足需求，但这远非理想方法

上述线程间的同步操作很常见，C++标准库专门为之提供了处理工具：条件变量（conditional variable）和future

条件变量（conditional variable）

设想你坐夜行列车外出。如果要保证在正确的站点下车，一种方法是彻夜不眠，留心列车停靠的站点，那样就不会错过。可是，到达时你可能会精神疲倦。或者，你可以查看时刻表，按预定到达时间提前设定闹钟，随后安心入睡。这种方法还算管用，一般来说，你不会误站。但若列车晚点，你反而会太早醒来；也可能不巧，闹钟的电池刚好耗尽，结果你睡过头而错过下车站点。最理想的方法是，安排人员或设备，无论列车在什么时刻抵达目的站点，都可以将你唤起，那么你大可“高枕无忧”

同样的，如果线程甲要等待线程乙完成任务，可以采取集中不同的方式

方式一：在共享数据内部维护一标志（受互斥保护），线程乙完成任务后，就设置标志成立

该方式存在双重浪费：线程甲须不断查验标志，浪费原本有用的处理时间；另外，一旦互斥被锁住，则其他任何线程无法再加锁。这两点都是线程甲的弊病：如果它正在运行，就会限制线程乙可用的算力；还有，线程甲每次查验标志，都要锁住互斥以施加保护，那么，若线程乙恰好同时完成任务，也意欲设置标志成立，则无法对互斥加锁。这就像是你整晚熬夜，不停地与列车司机攀谈，于是他不得不放慢车速，因为你老使他走神，结果列车晚点。类似地，线程甲白白耗费了计算资源，它们本来可用于系统中的其它线程，最终导致毫无必要的等待时间

方式二：让线程甲调用 std:this_thread:sleep for( )函数，在各次查验之间短期休眠

bool flag;
mutex m;
void wait_for_flag()
{unique_lock<mutex> lk(m);while(!flag){lk.unlock();this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));lk.lock();}
}

上面的代码在每轮循环中，先将互斥解锁，随之休眠，再重新加锁，从而其它线程有机会获取锁，得以设置标志成立

这确有改进，因为线程休眠，所以处理时间不再被浪费。然而，休眠期的长短却难以预知。休眠期太短，线程仍会频繁查验，虚耗处理时间；休眠期太长，则令线程过度休眠。如果线程乙完成了任务，线程甲却没有被及时唤醒，就会导致延迟。过度休眠很少直接影响普通程序的运作。但是，对于高速视频游戏，过度休眠可能会造成丢帧；对于实时应用，可能会使某些时间片计算超时

方式三：使用C++标准库的工具等待事件发生

以上述甲、乙两线程的二级流水线模式为例，若数据要先进行前期处理，才可以开始正式操作，那么线程甲则需等待线程乙完成并且触发事件，其中最基本的方式是条件变量。按照“条件变量”的概念，若条件变量与某一事件或某一条件关联，一个或多个线程就能以其为依托，等待条件成立。当某线程判定条件成立时，就通过该条件变量，知会所有等待的线程，唤醒它们继续处理