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头文件主要包含了与条件变量相关的类和函数。相关的类包括 std::condition_variable
和 std::condition_variable_any
,还有枚举类型std::cv_status
。另外还包括函数 std::notify_all_at_thread_exit()
,下面分别介绍一下以上几种类型。
std::condition_variable 类介绍
std::condition_variable
是条件变量,更多有关条件变量的定义参考维基百科。Linux
下使用 Pthread
库中的 pthread_cond_*()
函数提供了与条件变量相关的功能, Windows
则参考 MSDN
。
当 std::condition_variable
对象的某个wait
函数被调用的时候,它使用 std::unique_lock
(通过 std::mutex
) 来锁住当前线程。当前线程会一直被阻塞,直到另外一个线程在相同的 std::condition_variable
对象上调用了 notification
函数来唤醒当前线程。
std::condition_variable
对象通常使用 std::unique_lock
来等待,如果需要使用另外的 lockable
类型,可以使用std::condition_variable_any
类,本文后面会讲到 std::condition_variable_any
的用法。
<code class="hljs cpp">#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variable
std::mutex mtx; // 全局互斥锁.
std::condition_variable cv; // 全局条件变量.
bool ready = false; // 全局标志位.
void do_print_id(int id)
{
std::unique_lock <std::mutex> lck(mtx);
while (!ready) // 如果标志位不为 true, 则等待...
cv.wait(lck); // 当前线程被阻塞, 当全局标志位变为 true 之后,
// 线程被唤醒, 继续往下执行打印线程编号id.
std::cout << "thread " << id << '\n';
}
void go()
{
std::unique_lock <std::mutex> lck(mtx);
ready = true; // 设置全局标志位为 true.
cv.notify_all(); // 唤醒所有线程.
}
int main()
{
std::thread threads[10];
// spawn 10 threads:
for (int i = 0; i < 10; ++i)
threads[i] = std::thread(do_print_id, i);
std::cout << "10 threads ready to race...\n";
go(); // go!
for (auto & th:threads)
th.join();
return 0;
}</std::mutex></std::mutex></condition_variable></mutex></thread></iostream></code>
<code class="hljs lasso">10 threads ready to race...
thread 1
thread 0
thread 2
thread 3
thread 4
thread 5
thread 6
thread 7
thread 8
thread 9</code>
好了,对条件变量有了一个基本的了解之后,我们来看看 std::condition_variable
的各个成员函数。
std::condition_variable
的拷贝构造函数被禁用,只提供了默认构造函数。
std::condition_variable::wait()
介绍:
<code class="hljs d">void wait (unique_lock<mutex>& lck);
template <class predicate="">
void wait (unique_lock<mutex>& lck, Predicate pred);</mutex></class></mutex></code>
std::condition_variable
提供了两种 wait()
函数。当前线程调用 wait()
后将被阻塞(此时当前线程应该获得了锁(mutex
),不妨设获得锁 lck
),直到另外某个线程调用 notify_*
唤醒了当前线程。
在线程被阻塞时,该函数会自动调用 lck.unlock()
释放锁,使得其他被阻塞在锁竞争上的线程得以继续执行。另外,一旦当前线程获得通知(notified
,通常是另外某个线程调用 notify_*
唤醒了当前线程),wait()
函数也是自动调用 lck.lock()
,使得lck
的状态和 wait
函数被调用时相同。
在第二种情况下(即设置了 Predicate
),只有当 pred
条件为false
时调用 wait()
才会阻塞当前线程,并且在收到其他线程的通知后只有当 pred
为 true
时才会被解除阻塞。因此第二种情况类似以下代码:
<code class="hljs perl">while (!pred()) wait(lck);</code>
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<code class="hljs cpp">#include <iostream> // std::cout
#include <thread> // std::thread, std::this_thread::yield
#include <mutex> // std::mutex, std::unique_lock
#include <condition_variable> // std::condition_variable
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
int cargo = 0;
bool shipment_available()
{
return cargo != 0;
}
// 消费者线程.
void consume(int n)
{
for (int i = 0; i < n; ++i) {
std::unique_lock <std::mutex> lck(mtx);
cv.wait(lck, shipment_available);
std::cout << cargo << '\n';
cargo = 0;
}
}
int main()
{
std::thread consumer_thread(consume, 10); // 消费者线程.
// 主线程为生产者线程, 生产 10 个物品.
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
while (shipment_available())
std::this_thread::yield();
std::unique_lock <std::mutex> lck(mtx);
cargo = i + 1;
cv.notify_one();
}
consumer_thread.join();
return 0;
}</std::mutex></std::mutex></condition_variable></mutex></thread></iostream></code>
本文标签: 变量详解条件conditionvariable
版权声明:本文标题:条件变量(condition_variable)详解 内容由热心网友自发贡献,该文观点仅代表作者本人, 转载请联系作者并注明出处:https://m.elefans.com/xitong/1728323199a1154095.html, 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,一经查实,本站将立刻删除。
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