c++中如何使用条件变量_std::condition_variable多线程同步实践-C++-PHP中文网

c++中如何使用条件变量_std::condition_variable多线程同步实践

冰火之心

发布： 2025-09-22 12:06:01

原创

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std::condition_variable需与std::mutex和std::unique_lock配合使用，通过wait()、notify_one()、notify_all()实现线程同步，在生产者-消费者模型中确保数据安全访问与线程正确唤醒。

c++中如何使用条件变量_std::condition_variable多线程同步实践

在C++多线程编程中，std::condition_variable 是实现线程间同步的重要工具之一。它通常与 std::mutex 配合使用，用于让一个或多个线程等待某个条件成立，而另一个线程在条件满足时通知等待的线程继续执行。

基本概念与头文件

要使用条件变量，需包含头文件：

#include <condition_variable>

核心组件包括：

std::condition_variable：条件变量对象，用于阻塞线程或唤醒其他线程。
std::unique_lock<std::mutex>：必须使用 unique_lock，因为 condition_variable 的 wait 操作需要能释放和重新获取锁。
wait()、notify_one()、notify_all()：主要成员函数。

典型使用模式：生产者-消费者模型

下面是一个简单的生产者-消费者示例，展示如何用 std::condition_variable 实现线程同步。

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

std::queue<int> data_queue;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool finished = false;

void producer() {
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
data_queue.push(i);
lock.unlock();
cv.notify_one(); // 唤醒一个消费者
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
finished = true;
}
cv.notify_all(); // 通知所有消费者结束
}

void consumer() {
while (true) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
// 条件等待：队列非空或已结束
cv.wait(lock, [] { return !data_queue.empty() || finished; });

if (!data_queue.empty()) {
int value = data_queue.front();
data_queue.pop();
lock.unlock();
std::cout << "Consumed: " << value << std::endl;
} else if (finished) {
lock.unlock();
break; // 结束循环
}
}
std::cout << "Consumer exiting." << std::endl;
}

主函数启动线程：