在C++11可以使用条件变量(condition_variable)实现多个线程间的同步操作;当条件不满足时,相关线程被一直阻塞,直到某种条件出现,这些线程才会被唤醒。 c++ 参考手册网站:http://www.cppds.com/ 主要成员函数:
1、wait函数:
(1)wait(unique_lock <mutex>&lck) 没有第二个参数收到notify时直接返回不阻塞
当前线程的执行会被阻塞,直到收到 notify 为止。
(2)wait(unique_lock <mutex>&lck,Predicate pred)
当前线程仅在pred=false时解锁然后阻塞,直至收到notify_one();如果pred=true时,不阻塞 直接返回。
wait()可依次拆分为三个操作:释放互斥锁、等待在条件变量上、再次获取互斥锁
2、notify_one:
notify_one():没有参数、没有返回值。 唤醒wait()的线程,不断 尝试获取互斥量锁获取不到就阻塞到wait(), 获取到锁(加锁)就继续往下执行
解除阻塞当前正在等待此条件的线程之一。如果没有线程在等待,则还函数不执行任何操作。如果超过一个,不会指定具体哪一线程。
// condition_variable::notify_one
#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock //可随时调用unlock() 提前解锁
#include <condition_variable> // std::condition_variable
std::mutex mtx;
std::condition_variable produce,consume;
int car = 0; // 共享资源
void consumer () {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
while (car ==0) consume.wait(lck);
std::cout << car << '\n'; //执行到此说明已经上锁
car =0;
produce.notify_one();
}
void producer (int id) {
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
while (car !=0) produce.wait(lck);
car = id;
consume.notify_one();
}
int main ()
{
std::thread consumers[10],producers[10];
for (int i=0; i<10; ++i) {
consumers[i] = std::thread(consumer);
producers[i] = std::thread(producer,i+1);
}
// join them back:
for (int i=0; i<10; ++i) {
producers[i].join();
consumers[i].join();
}
return 0;
}
分析
条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制,主要包括两个动作:
(1)、一个线程因等待“条件变量的条件成立”而挂起;
(2)、另外一个线程使“条件成立”,给出信号,从而唤醒被等待的线程。
想要修改共享变量(即“条件”)的线程必须:
(1). 获得一个std::mutex
(2). 当持有锁的时候,执行修改动作
(3). 对std::condition_variable执行notify_one或notify_all(当做notify动作时,不必持有锁)
即使共享变量是原子性的,它也必须在mutex的保护下被修改,这是为了能够将改动正确发布到正在等待的线程。
任意要等待std::condition_variable的线程必须:
(1). 获取std::unique_lock<std::mutex>,这个mutex正是用来保护共享变量(即“条件”)的
(2). 执行wait, wait_for或者wait_until. 这些等待动作原子性地释放mutex,并使得线程的执行暂停
(3). 当获得条件变量的通知,或者超时,或者一个虚假的唤醒,那么线程就会被唤醒,并且获得mutex. 然后线程应该检查条件是否成立,如果是虚假唤醒,就继续等待。
虚假唤醒,就是因为某种未知的罕见的原因,线程被从等待状态唤醒了,但其实共享变量(即条件)并未变为true。因此此时应继续等待
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