c++怎么使用条件变量condition_variable_c++ 条件变量使用方法-C++-PHP中文网

c++怎么使用条件变量condition_variable_c++ 条件变量使用方法

穿越時空

发布： 2025-10-02 10:12:02

原创

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条件变量需配合互斥锁使用，通过wait()阻塞线程并释放锁，直到被notify_one()或notify_all()唤醒；利用谓词避免虚假唤醒，确保线程在条件满足时才继续执行。

c++怎么使用条件变量condition_variable_c++ 条件变量使用方法

在C++中，条件变量（std::condition_variable）是多线程编程中用于线程间同步的重要工具。它通常配合互斥锁（std::mutex）使用，允许某个线程等待特定条件成立，而另一个线程在条件满足时通知等待的线程继续执行。

包含头文件和基本组件

使用条件变量需要包含 <condition_variable> 和 <mutex> 头文件：

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

主要组件包括：

std::condition_variable：条件变量对象
std::mutex：保护共享数据的互斥锁
std::unique_lock<std::mutex>：配合条件变量使用的锁类型

wait() 的使用方法

等待线程调用 wait() 会释放锁并进入阻塞状态，直到被其他线程唤醒。

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典型用法如下：

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

// 等待线程
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 原子地释放锁并等待

这里传入一个 lambda 表达式作为谓词，确保只有当 ready == true 时才继续执行，避免虚假唤醒问题。

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notify_one() 和 notify_all()

当条件满足时，通知线程调用 notify_one() 或 notify_all() 唤醒等待的线程。

// 通知线程
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
ready = true;
cv.notify_one(); // 唤醒一个等待线程

如果多个线程在等待，notify_one() 只唤醒其中一个，notify_all() 唤醒所有等待线程。

完整示例：生产者-消费者模型

下面是一个简单的生产者-消费者例子：

#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 consumer() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
  while (!finished) {
    cv.wait(lock, [&]{ return !data_queue.empty() || finished; });
    while (!data_queue.empty()) {
      std::cout << "消费: " << data_queue.front() << '\n';
      data_queue.pop();
    }
  }
}

void producer() {
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    {
      std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
      data_queue.push(i);
    }
    cv.notify_one();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
  }
  {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    finished = true;
  }
  cv.notify_all();
}

int main() {
  std::thread p(producer);
  std::thread c(consumer);
  p.join();
  c.join();
  return 0;
}

这个例子中，消费者等待数据队列非空或结束标志置位，生产者每产生一个数据就通知一次。

基本上就这些。关键是配合互斥锁使用，用谓词避免虚假唤醒，注意通知时机。不复杂但容易忽略细节。

以上就是c++++怎么使用条件变量condition_variable_c++ 条件变量使用方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！