条件变量需与互斥锁配合使用,通过wait()在循环中检查条件防止虚假唤醒,notify_one()或notify_all()唤醒等待线程,如生产者-消费者模型中保护共享队列并通知状态变化。

在C++多线程编程中,条件变量(std::condition_variable)是实现线程间同步的重要工具。它通常与互斥锁(std::mutex)配合使用,用于让一个或多个线程等待某个特定条件成立后再继续执行。
1. 条件变量的基本组成
使用 std::condition_variable 需要包含头文件 ,并配合以下组件:
std::condition_variable:条件变量对象,用于阻塞和唤醒线程。 std::mutex 和 std::unique_lock:保护共享数据,并在等待时临时释放锁。 wait()、notify_one()、notify_all():核心操作函数。
2. 等待条件:wait() 的正确用法
调用 wait() 会阻塞当前线程,直到其他线程通过 notify_one() 或 notify_all() 唤醒它。注意:必须在循环中检查条件,防止虚假唤醒。
std::mutex mtx;std::condition_variable cv;bool ready = false;// 等待线程std::unique_lock lock(mtx);cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 循环检查 ready 是否为 true
上面的 lambda 表达式是谓词(predicate),wait() 内部会持续检查该条件,只有当条件满足时才真正返回。
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3. 唤醒线程:notify_one() 与 notify_all()
当某个线程改变了共享状态(如设置 ready = true),应通知等待中的线程:
{ std::lock_guard lock(mtx); ready = true;}cv.notify_one(); // 唤醒一个等待线程// 或 cv.notify_all(); // 唤醒所有等待线程
注意:修改共享数据时需加锁,notify_* 可在解锁后调用,但建议确保数据可见性。
4. 完整示例:生产者-消费者模型
下面是一个典型的使用场景:
#include #include #include #include #include std::queue data_queue;std::mutex mtx;std::condition_variable cv;bool finished = false;void producer() { for (int i = 0; i < 5; ++i) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); std::lock_guard lock(mtx); data_queue.push(i); std::cout << "Produced: " << i << "n"; } { std::lock_guard lock(mtx); finished = true; } cv.notify_all(); // 通知所有消费者任务完成}void consumer() { while (true) { std::unique_lock lock(mtx); cv.wait(lock, [] { return !data_queue.empty() || finished; }); if (!data_queue.empty()) { int value = data_queue.front(); data_queue.pop(); lock.unlock(); // 提前解锁,避免影响其他操作 std::cout << "Consumed: " << value << "n"; } if (data_queue.empty() && finished) break; }}
主函数中启动线程即可看到输出:
int main() { std::thread p(producer); std::thread c1(consumer); std::thread c2(consumer); p.join(); c1.join(); c2.join(); return 0;}
基本上就这些。关键是理解:条件变量不保存状态,只负责“通知”,实际条件判断依赖共享变量和谓词检查。用好 wait() + 谓词 + notify 组合,就能安全实现线程同步。
以上就是C++如何使用条件变量(condition_variable)_C++ 条件变量使用方法的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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