C++ 并发编程（三）：条件变量（Condition Variable）

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

条件变量（Condition Variable）的一般用法是：线程 A 等待某个条件并挂起，直到线程 B 设置了这个条件，并通知条件变量，然后线程 A 被唤醒。经典的「生产者-消费者」问题就可以用条件变量来解决。

这里等待的线程可以是多个，通知线程可以选择一次通知一个（notify_one）或一次通知所有（notify_all）。

示例修改自：
http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable

首先是头文件：

#include <iostream> #include <string> #include <thread> #include <mutex> #include <condition_variable>

然后是两个线程共享的全局变量：

std::mutex mutex; std::condition_variable cv; std::string data; bool ready = false; // 条件 bool processed = false; // 条件

工作线程：

void Worker() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); // 等待主线程发送数据。 cv.wait(lock, [] { return ready; }); // 等待后，继续拥有锁。 std::cout << "工作线程正在处理数据..." << std::endl; // 睡眠一秒以模拟数据处理。 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); data += " 已处理"; // 把数据发回主线程。 processed = true; std::cout << "工作线程通知数据已经处理完毕。" << std::endl; // 通知前，手动解锁以防正在等待的线程被唤醒后又立即被阻塞。 lock.unlock(); cv.notify_one(); }

主线程：

int main() { std::thread worker(Worker); // 把数据发送给工作线程。 { std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex); std::cout << "主线程正在准备数据..." << std::endl; // 睡眠一秒以模拟数据准备。 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); data = "样本数据"; ready = true; std::cout << "主线程通知数据已经准备完毕。" << std::endl; } cv.notify_one(); // 等待工作线程处理数据。 { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); cv.wait(lock, [] { return processed; }); } std::cout << "回到主线程，数据 = " << data << std::endl; worker.join(); return 0; }

输出：

主线程正在准备数据... 主线程通知数据已经准备完毕。 工作线程正在处理数据... 工作线程通知数据已经处理完毕。 回到主线程，数据 = 样本数据 已处理 

下面是一些说明。

与条件变量搭配使用的「锁」，必须是 unique_lock，不能用 lock_guard。这个前面文章中已有说明。

等待前先加锁。等待时，如果条件不满足，wait 会原子性地解锁并把线程挂起。

条件变量被通知后，挂起的线程就被唤醒，但是唤醒也有可能是假唤醒，或者是因为超时等异常情况，所以被唤醒的线程仍要检查条件是否满足，所以 wait 是放在条件循环里面。cv.wait(lock, [] { return ready; }); 相当于：while (!ready) { cv.wait(lock); }。