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C++11条件变量的使用方法

2023-07-04 22:19:28 深夜i -- --

C++11 条件变量使用方法

C++11中的条件变量被广泛应用于多线程中，它可以实现线程的同步和互斥操作。通过条件变量，一个线程可以阻塞自己，等待条件变量被唤醒后再继续执行。下面介绍一下条件变量的基本使用方法。

1.定义条件变量并初始化


std::condition_variable cv;

2.定义互斥变量并初始化


std::mutex mutex;

3.创建等待者线程和通知者线程

一般来说，条件变量是由某个线程等待和通知的，不同的线程需要使用不同的条件变量。等待者线程在等待条件变量的时候会锁定互斥变量，而通知者线程在通知条件变量的时候也需要锁定同一个互斥变量。

等待者线程的代码：


std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
cv.wait(lock);

这里调用了条件变量的wait()方法来等待条件变量被唤醒，wait()方法会释放互斥锁，并阻塞当前线程。等待者线程会在此处等待，直到条件变量被通知。

通知者线程的代码：


std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
cv.notify_one();

这里调用了条件变量的notify_one()方法来唤醒等待者线程，notify_one()方法会唤醒一个等待的线程。通知者线程必须先获得互斥锁，然后再通知条件变量，这样等待者线程才能获取到锁并继续执行。

4.使用条件变量实现线程池

条件变量可以方便地实现一个基本的线程池，线程池会使用一个任务队列来管理一组任务，空闲的线程会等待任务队列中的任务，然后执行这些任务。

等待者线程的代码：


std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
while (taskQueue.empty()) {
  cv.wait(lock);
}
Task task = taskQueue.front();
taskQueue.pop();
lock.unlock();
task();

通知者线程的代码：


std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
taskQueue.push(task);
lock.unlock();
cv.notify_one();

在这个示例中，等待者线程会在队列为空时等待条件变量被唤醒，然后获取队列中的第一个任务并执行它。通知者线程会将新任务加入队列并唤醒等待者线程。

总结

条件变量是多线程编程中必不可少的工具之一。在使用条件变量的时候，需要注意互斥锁的使用，以防死锁问题的发生。另外，条件变量也可以与其他同步工具（如信号量、计数器等）结合使用，以实现更复杂的多线程同步和互斥操作。

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