c++多线程基础4(条件变量)

条件变量是允许多个线程相互交流的同步原语。它允许一定量的线程等待（可以定时）另一线程的提醒，然后再继续。条件变量始终关联到一个互斥

定义于头文件 <condition_variable>

condition_variable：

condition_variable 类是同步原语，能用于阻塞一个线程，或同时阻塞多个线程，直至另一线程修改共享变量（条件）并通知 condition_variable 。

有意修改变量的线程必须

1. 获得 std::mutex （典型地通过 std::lock_guard ）
2. 在保有锁时进行修改
3. 在 std::condition_variable 上执行 notify_one 或 notify_all （不需要为通知保有锁）

即使共享变量是原子的，也必须在互斥下修改它，以正确地发布修改到等待的线程。

任何有意在 std::condition_variable 上等待的线程必须

1. 获得 std::unique_lock<std::mutex> ，在与用于保护共享变量者相同的互斥上
2. 执行 wait 、 wait_for 或 wait_until ，等待操作自动释放互斥，并悬挂线程的执行。
3. condition_variable 被通知时，时限消失或虚假唤醒发生，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

代码：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
using namespace std;

std::mutex m;
std::condition_variable cv;
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);//拥有mutex，并调用mutex.lock()对其上锁
    cv.wait(lk, []{return ready;});//等价于 while(!ready) cv.wait(lk);
    //在调用 wait 时会自动执行 lk.unlock()
    //当 wait 被其它线程唤醒时，锁会自动恢复 wait 之前的状态

    //等待后，我们占有锁
    cout << "worker thread is processing data
";
    data += " after processing";

    //发送数据回 main
    processed = true;
    cout << "worker thread sigals data processing completed
";

    lk.unlock();//通知前手动解锁，以避免等待线程再阻塞
    cv.notify_one();
}

int main(void) {
    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;
        cout << "main() sigals data ready for processing
";
    }
    cv.notify_one();

    //等候worker
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
        cv.wait(lk, []{return processed;});//等价于while(!processed) cv.wait(lk)
    }
    cout << "Back in main(), data = " << data << '
';

    worker.join();

// 输出：
// main() sigals data ready for processing
// worker thread is processing data
// worker thread sigals data processing completed
// Back in main(), data = Example data after processing

    return 0;
}

注意：虚假唤醒问题 https://segmentfault.com/q/1010000010421523/a-1020000010457503

https://blog.csdn.net/shizheng163/article/details/83661861

condition_variable_any 类是 std::condition_variable 的泛化。相对于只在 std::unique_lock<std::mutex> 上工作的 std::condition_variable ， condition_variable_any 能在任何满足基础可锁 (BasicLockable) 要求的锁上工作，操作和 std::condition_variable 完全相同