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C++11提供了两个条件变量的实现：std::condition_variable和std::condition_variable_any。std::condition_variable只可与std::mutex一起使用；std::condition_variable_any更加灵活，但需要额外的性能代价。
先看看std::condition_variable的接口：
被等待的线程（唤醒别的线程）操作流程如下：
- 获取std::mutex（如通过std::lock_guard）
- 在持有锁时修改数据
- 在sdt::condition_variable上执行notify_one或notify_all（不需要为通知持有锁）
等待被唤醒的线程操作流程如下：
- 获取std::mutex（如通过std::unique_lock）
- 执行wait、wait_for或wait_until ，该操作会自动释放互斥，并悬挂线程的执行
- std::condition_variable被通知、超时或虚假唤醒发生，线程被唤醒，且自动重获得互斥。之后线程应检查条件，若唤醒是虚假的，则继续等待
借用在线手册上的例子（https://zh.cppreference/w/cpp/thread/condition_variable）：
（例子中main线程将数据以全部变量的形式给worker线程处理，处理完后再回到main线程）
#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
std::string data;
bool ready = false;
bool processed = false;
void worker_thread()
{
// 等待直至 main() 发送数据
std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
cv.wait(lk, [] {return ready; });
// 等待后，我们占有锁。
std::cout << "Worker thread is processing data\n";
data += " after processing";
// 发送数据回 main()
processed = true;
std::cout << "Worker thread signals data processing completed\n";
// 通知前完成手动解锁，以避免等待线程才被唤醒就阻塞（细节见 notify_one ）
lk.unlock();
cv.notify_one();
}
int main()
{
std::thread worker(worker_thread);
data = "Example data";
// 发送数据到 worker 线程
{
std::lock_guard<std::mutex> lk(m);
ready = true;
std::cout << "main() signals data ready for processing\n";
}
cv.notify_one();
// 等候 worker
{
std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
cv.wait(lk, [] {return processed; });
}
std::cout << "Back in main(), data = " << data << '\n';
worker.join();
system("pause");
return 0;
}有一些要注意的地方：
- 在等待时，管理mutex使用的是unique_lock而不是lock_guard，因为等待时是不持有锁的。wait函数会调用mutex的unlock函数，之后再睡眠，直到被唤醒后才持有锁。lock_guard没有lock/unlock接口，所以需要用unique_lock。
- 在对wait函数的调用中，条件变量可能会对提供的条件检查任意多次。这发生在互斥元被锁定的情况下，并且当测试条件返回true时就会立即返回。当等待线程重新获取互斥元并检测条件时，如果它并非直接响应另一个线程的通知，这就是所谓的伪唤醒（spurious wake）。伪唤醒的次数和频率根据定义是不确定的。
- 发送方在接收方进入等待状态之前发送通知，则通知会丢失。
附记：
很多示例都是没有释放锁就notify，网上有一些讨论说是影响效率（https://exp.newsmth/topic/article/578165e6db269e07ff11834c6d3a8c4a），我也没深入了解。
本文标签： 变量条件stdconditionvariable
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