std::condition_variable用于线程同步，配合mutex和共享变量实现高效等待与通知机制，如生产者-消费者模型中通过wait()和notify_one()协调线程，避免轮询并处理虚假唤醒。
在C++多线程编程中，std::condition_variable 是一种重要的同步机制，用于线程间的通信与等待。它通常配合 std::unique_lock 使用，实现一个线程等待某个条件成立，而另一个线程在条件达成时通知等待中的线程继续执行。
基本概念：条件变量的作用
条件变量允许线程**主动挂起**，直到接收到“条件已满足”的信号。这种机制避免了轮询检查共享状态，提高了效率和响应性。
典型使用场景包括：
生产者-消费者模型 任务队列的空/满状态控制 等待某个资源初始化完成
关键组件与用法步骤
使用 std::condition_variable 需要三个核心部分：
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std::condition_variable 实例：用于阻塞和唤醒线程 std::mutex 和 std::unique_lock：保护共享数据并配合条件变量使用 一个表示条件的共享变量（如布尔值、队列是否为空等）
标准使用流程如下：
等待线程获取互斥锁，然后调用 wait() 方法，并传入锁和一个判断条件的谓词 条件变量会自动释放锁，使其他线程可以修改共享状态 当其他线程修改状态后，调用 notify_one() 或 notify_all() 唤醒等待线程 被唤醒的线程重新获取锁，并再次检查条件是否满足
代码示例：生产者-消费者模型
下面是一个简单的例子，展示两个线程通过条件变量协作：
#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::unique_lock lock(mtx); data_queue.push(i); std::cout << "生产: " << i << "n"; lock.unlock(); cv.notify_one(); // 通知消费者 } { std::unique_lock lock(mtx); finished = true; } cv.notify_one(); // 通知消费者生产结束}void consumer() { while (true) { std::unique_lock lock(mtx); // 等待队列非空或生产结束 cv.wait(lock, [] { return !data_queue.empty() || finished; }); if (!data_queue.empty()) { int value = data_queue.front(); data_queue.pop(); std::cout << "消费: " << value << "n"; } if (data_queue.empty() && finished) { break; // 结束循环 } lock.unlock(); } std::cout << "消费者退出n";}int main() { std::thread p(producer); std::thread c(consumer); p.join(); c.join(); return 0;}
说明：
消费者调用 cv.wait() 时传入了一个 lambda 表达式作为条件判断，这是推荐写法，可防止虚假唤醒 每次生产后调用 notify_one()，唤醒一个等待线程 使用 unique_lock 是因为 wait() 内部需要解锁和重新加锁
注意事项与最佳实践
使用条件变量时需注意以下几点：
永远在循环中检查条件，不要只依赖一次判断（防止虚假唤醒） 确保共享数据始终被互斥锁保护 调用 notify_* 并不会立即切换线程，只是解除阻塞状态 如果多个线程等待，使用 notify_all() 可唤醒全部，但可能造成“惊群效应”基本上就这些。掌握好 condition_variable 的使用模式，能有效解决线程间协调问题。
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