condition_variable用于C++多线程同步，配合mutex实现生产者-消费者模型：生产者在缓冲区满时等待，消费者在空时等待，通过wait+谓词避免虚假唤醒，notify_all通知对应线程，确保安全高效协作。
在C++多线程编程中，condition_variable 是实现线程间同步的重要工具之一。它常用于解决生产者-消费者这类协作问题，确保多个线程在共享资源访问时能够安全、高效地协同工作。
condition_variable 基本概念
condition_variable 定义在 头文件中，必须与 std::mutex 配合使用。它的核心作用是让线程在某个条件不满足时进入等待状态，直到其他线程修改了共享状态并通知它。
关键成员函数包括：
wait(lock, predicate)：释放锁并阻塞线程，直到被唤醒且谓词为真 notify_one()：唤醒一个等待的线程 notify_all()：唤醒所有等待的线程
使用 wait 时推荐传入谓词（lambda 或函数对象），避免虚假唤醒带来的问题。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
生产者-消费者模型设计思路
该模型包含两类线程：
生产者：向共享缓冲区添加数据 消费者：从缓冲区取出数据处理
需要解决的问题：
缓冲区满时，生产者应等待 缓冲区空时，消费者应等待 对缓冲区的访问必须互斥
为此引入：
一个互斥量（mutex）保护缓冲区 一个 condition_variable 供生产者等待 另一个 condition_variable 供消费者等待
代码实现示例
以下是一个完整的 C++ 实现：
#include #include #include #include #include #include std::queue buffer;std::mutex mtx;std::condition_variable cv_full; // 缓冲区未满std::condition_variable cv_empty; // 缓冲区非空const int max_size = 5;void producer(int id) { for (int i = 0; i < 10; ++i) { std::unique_lock lock(mtx); cv_full.wait(lock, []{ return buffer.size() < max_size; }); buffer.push(i); std::cout << "生产者 " << id << " 生产: " << i << "n"; lock.unlock(); cv_empty.notify_all(); // 通知消费者可以消费 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); }}void consumer(int id) { for (int i = 0; i < 10; ++i) { std::unique_lock lock(mtx); cv_empty.wait(lock, []{ return !buffer.empty(); }); int value = buffer.front(); buffer.pop(); std::cout << "消费者 " << id << " 消费: " << value << "n"; lock.unlock(); cv_full.notify_all(); // 通知生产者可以生产 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(150)); }}
main 函数启动多个生产者和消费者：
int main() { std::thread p1(producer, 1); std::thread p2(producer, 2); std::thread c1(consumer, 1); std::thread c2(consumer, 2); p1.join(); p2.join(); c1.join(); c2.join(); return 0;}
注意事项与最佳实践
使用 condition_variable 时需注意：
始终使用 unique_lock 而不是 lock_guard，因为 wait 会原子性地释放锁 wait 的谓词判断必不可少，防止虚假唤醒导致逻辑错误 notify 后不必立即释放锁，但应尽快减少临界区范围 考虑使用 notify_one() 减少不必要的线程唤醒开销，除非确实需要唤醒全部等待者
在实际项目中，可将缓冲区封装成一个线程安全的类，隐藏同步细节，提高代码复用性。
基本上就这些。掌握 condition_variable 的正确用法，是写出健壮多线程程序的关键一步。
以上就是C++ condition_variable教程_C++生产者消费者模型实现详解的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/1486840.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
