C++如何使用条件变量(condition_variable)_C++ 条件变量使用方法

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。

c++如何使用条件变量(condition_variable)_c++ 条件变量使用方法

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::mutexstd::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()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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