c++中如何使用条件变量_c++条件变量使用方法-C++-PHP中文网

c++中如何使用条件变量_c++条件变量使用方法

穿越時空

发布： 2025-10-04 11:33:02

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条件变量用于多线程同步，需配合互斥锁使用。1. 包含头文件<condition_variable>，使用std::condition_variable和std::unique_lock；2. 等待线程获取锁后调用wait()，内部自动释放锁并等待唤醒；3. 通知线程修改共享数据后调用notify_one()或notify_all()；4. 示例为生产者-消费者模型，生产者入队数据并通知，消费者在条件满足时出队；5. 注意处理虚假唤醒，应使用带谓词的wait，并在锁保护下修改共享状态。

c++中如何使用条件变量_c++条件变量使用方法

在C++中，条件变量（condition variable）是多线程编程中用于线程间同步的重要工具。它通常与互斥锁（mutex）配合使用，允许某个线程等待特定条件成立，而另一个线程在条件达成时通知等待中的线程继续执行。

1. 头文件与基本组件

要使用条件变量，需要包含头文件 condition_variable：

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

主要涉及的类有：

std::condition_variable：标准条件变量，需配合 std::unique_lock<std::mutex> 使用。
std::condition_variable_any：更通用，可配合任意满足锁概念的锁类型。
std::unique_lock：比 std::lock_guard 更灵活，支持延迟锁定和转移所有权，是条件变量的标准搭配。

2. 基本使用流程

典型使用模式包括等待和通知两个部分：

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等待线程（消费者或等待者）：

获取互斥锁（使用 unique_lock）。
调用 wait()、wait_for() 或 wait_until() 等待条件。
在 wait 内部会自动释放锁，直到被唤醒后重新获取锁再继续。

通知线程（生产者或触发者）：

修改共享数据（如设置标志位、添加任务等）。
获取互斥锁并修改状态。
调用 notify_one() 唤醒一个等待线程，或 notify_all() 唤醒所有等待线程。

3. 示例代码：生产者-消费者模型

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <queue> std::queue<int> data_queue;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool finished = false; // 生产者函数
void producer() {
  for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    data_queue.push(i);
    std::cout << "生产: " << i << "\n";
    lock.unlock();
    cv.notify_one(); // 通知消费者
  }
  {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    finished = true;
  }
  cv.notify_all(); // 通知所有消费者结束
} // 消费者函数
void consumer() {
  while (true) {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    // 等待队列非空或任务结束
    cv.wait(lock, [] { return !data_queue.empty() || finished; });
    if (!data_queue.empty()) {
      int value = data_queue.front();
      data_queue.pop();
      std::cout << "消费: " << value << "\n";
    }
    if (data_queue.empty() && finished) {
      break;
    }
    lock.unlock();
  }
  std::cout << "消费者退出\n";
} int main() {
  std::thread p(producer);
  std::thread c(consumer);
  p.join();
  c.join();
  return 0;
}

4. 关键注意事项

避免虚假唤醒：即使没有调用 notify，wait 也可能返回。因此必须使用循环检查条件，推荐使用带谓词的 wait 形式：
cv.wait(lock, []{ return condition; });
这种写法会自动处理虚假唤醒。
始终在锁保护下修改共享状态：通知前必须确保数据已正确更新，并且在互斥锁保护下进行。
notify 不需要加锁也能调用，但修改共享变量必须加锁。
选择 notify_one() 还是 notify_all() 取决于是否有多个线程在等待同一条件。

基本上就这些。条件变量的核心是“等待某个条件”，配合互斥锁安全地挂起和唤醒线程。掌握好 wait 和 notify 的时机，就能写出可靠的多线程协作逻辑。

以上就是c++++中如何使用条件变量_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！