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条件变量的简易C++实现版

news 2025/9/11 5:40:31

条件变量通常与互斥锁一起使用，用于线程间的同步。以下是条件变量常用的一些函数：

①std::condition_variable::wait(lock, pred)：线程调用此函数时，会原子性地释放锁并阻塞当前线程，等待另一个线程调用 notify_one 或 notify_all 来通知。pred 是一个可选的谓词，用于额外的条件检查，如果传入 pred，则当条件不满足时线程会继续等待。当被通知后，wait 函数会重新获取锁。

②std::condition_variable::notify_one：通知一个等待在条件变量上的线程，使得其中一个线程被唤醒，继续执行，通常当对共享资源作出改变后调用该函数。

③std::condition_variable::notify_all：通知所有等待在条件变量上的线程，使得全部线程被唤醒，继续执行。

这些函数通常会和互斥锁(std::mutex)一起使用，例如：

std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, []{ return ready; });  // 等待 ready 变成 true
// 使用lambda表达式

这里 cv 表示 std::condition_variable，mtx 表示 std::mutex，ready 是一个共享的条件，用于控制线程的同步。

举个见到的例子。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <queue>std::queue<int> q;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;using namespace std;
void producer() {for (int i = 0; i < 10; ++i) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);q.push(i);std::cout << "Producing " << i << std::endl;lock.unlock();cv.notify_one(); // 通知消费者std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); // 为了方便观察，加入延迟}
}void consumer() {for (int i = 0; i < 10; ++i) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);cv.wait(lock, []{ return !q.empty(); }); // 等待直到队列不为空std::cout << "Consuming " << q.front() << std::endl;q.pop();}
}int main() {std::thread producerThread(producer);std::thread consumerThread(consumer);producerThread.join();consumerThread.join();return 0;
}

结果是：

./a.out 
Producing 0
Consuming 0
Producing 1
Consuming 1
Producing 2
Consuming 2
Producing 3
Consuming 3
Producing 4
Consuming 4
Producing 5
Consuming 5
Producing 6
Consuming 6
Producing 7
Consuming 7
Producing 8
Consuming 8
Producing 9
Consuming 9