C 11多執行緒學習條件變數

c++11中的std::condition_variable

首先，舉個例子：在應用程式中有4個程序thread1，thread2，thread3和thread4，有乙個int型別的全域性變數icount。icount初始化為0，thread1和thread2的功能是對icount的加1，thread3的功能是對icount的值減1，而thread4的功能是當icount的值大於等於100時，列印提示資訊並重置icount=0。

互斥量**：

thread1/2：
while (1)
thread4:
while(1)
else
}

在上面**中由於thread4並不知道什麼時候icount會大於等於100，所以就會一直在迴圈判斷，但是每次判斷都要加鎖、解鎖(即使本次並沒有修改icount)。這就帶來了問題一：cpu浪費嚴重。所以在**中新增了sleep()，這樣讓每次判斷都休眠一定時間。但這又帶來的第二個問題：如果sleep()的時間比較長，導致thread4處理不夠及時，等icount到了很大的值時才重置。對於上面的兩個問題，可以使用條件變數來解決。

條件變數**：

thread1/2:
while(1)
} 
thread4:
while (1)
printf("icount >= 100\r\n");
icount = 0;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

thread4在條件false的情況下呼叫pthread_cond_wait，這個函式會首先釋放鎖，然後將該執行緒阻塞在這裡（執行緒掛起於wait佇列中），這就解決了互斥量**中thread4輪詢損耗問題

在其他執行緒處會通過pthread_cond_signal方法重新喚醒阻塞的所有執行緒，喚醒的執行緒在wait函式中競爭lock，成功獲取鎖的執行緒會return，其他執行緒繼續阻塞。

在thread4中使用的while (icount < 100),而不是if (icount < 100)。這是因為在pthread_cond_singal()和pthread_cond_wait()的lock之間有時間差，假如在時間差內，thread3又將icount減到了100以下了，那麼thread4在pthread_cond_wait()返回之後，顯然應該再檢查一遍icount的大小，這就是while的用意。

pthread_cond_signal放在lock，unlock之間和之後都可以：

1. 在之間的情況下，可能會把等待執行緒餓死，原因是signal訊號發出時未unlock，所有等待執行緒繼續阻塞在wait

2. 在之後的情況下，可能會在signal訊號發出後，有其他執行緒修改了條件變數，情況同上一節的第三點問題

c++11的條件變數類的定義：

class condition_variable   
~condition_variable() _noexcept 
condition_variable(const condition_variable&) = delete; 
condition_variable& operator=(const condition_variable&) = delete; 
void notify_one() _noexcept 
void notify_all() _noexcept 
void wait(unique_lock& _lck) 
template
void wait(unique_lock& _lck, _predicate _pred) 
template
_cv_status wait_for(unique_lock& _lck, const chrono::duration<_rep, _period>& _rel_time) 
template
bool wait_for(unique_lock& _lck, const chrono::duration<_rep, _period>& _rel_time, _predicate _pred) 
template
_cv_status wait_until( unique_lock& _lck, const chrono::time_point<_clock, _duration>& _abs_time) 
template
bool wait_until(unique_lock& _lck, const chrono::time_point<_clock, _duration>& _abs_time, _predicate _pred) 
_cv_status wait_until( unique_lock& _lck, const xtime *_abs_time) 
template
bool wait_until(unique_lock& _lck, const xtime *_abs_time, _predicate _pred) 
native_handle_type native_handle() 
void _register(unique_lock& _lck, int *_ready) 
void _unregister(mutex& _mtx) 
private: 
_***_t _***; 
};

該類禁止了拷貝和賦值，將linux中的pthread進行了封裝，具有以下幾個類似的方法：

condition_variable::notify_one()：喚醒乙個處於等待狀態的執行緒；

condition_variable::notify_all()：喚醒所有處於等待狀態的執行緒；

condition_variable::wait()：將執行緒置於等待狀態，直到被notify_***()喚醒；

condition_variable::wait_for()：將執行緒置於等待狀態，直到一段時間結束後自動醒來或被notify_***()喚醒；

condition_variable::wait_until()：將執行緒置於等待狀態，直到指定的時間點到來自動喚醒或被notify_***()喚醒；

std::cout
#include // std::thread
#include // std::mutex, std::unique_lock
#include // std::condition_variable
std::mutex mtx; // 全域性互斥鎖.
std::condition_variable cv; // 全域性條件變數.
bool ready = false; // 全域性標誌位.
void do_print_id(int id)
void go()
int main()

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