C++中的条件变量是一种非常有用的同步原语,它允许线程等待某个条件成立,同时释放互斥锁以便其他线程可以继续执行
std::unique_lock
和std::condition_variable
:在调用std::condition_variable::wait()
之前,确保已经创建了一个std::unique_lock
对象并锁定了相关的互斥量。这样可以确保在等待条件成立时,互斥量被正确释放。std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
condition_.wait(lock, []{ return condition_; });
while (!condition_) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
condition_.wait(lock);
}
std::cv_status
检查等待状态:在唤醒等待的线程后,可以使用std::condition_variable::wait_for()
或std::condition_variable::wait_until()
函数检查线程是否应该继续执行。这些函数返回一个std::cv_status
枚举值,可以根据返回值判断线程是否因超时而返回。std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
if (condition_.wait_for(lock, std::chrono::seconds(1)) == std::cv_status::timeout) {
// 处理超时情况
} else {
// 条件已满足,继续执行
}
std::condition_variable::notify_one()
和std::condition_variable::notify_all()
:当条件满足时,可以使用这两个函数唤醒等待的线程。notify_one()
只唤醒一个等待的线程,而notify_all()
会唤醒所有等待的线程。注意,唤醒线程后,它们需要重新获取互斥量并检查条件是否满足。{
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
condition_ = true;
condition_.notify_one(); // 或 condition_.notify_all();
}
// 在其他线程中
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
condition_.wait(lock, []{ return condition_; });
减少锁的持有时间:在调用std::condition_variable::wait()
之前,尽量将需要保护的数据操作集中在一个作用域内,以减少锁的持有时间。这样可以降低其他线程等待锁的时间,提高程序性能。
使用std::shared_mutex
允许多个线程同时读取:如果你的条件变量用于保护共享数据,并且允许多个线程同时读取数据,可以使用std::shared_mutex
代替std::mutex
。这样,在读取数据的线程可以持有共享锁,而写入数据的线程需要持有独占锁。
总之,在使用C++条件变量时,需要注意避免虚假唤醒、合理使用锁和条件变量、减少锁的持有时间等技巧,以提高程序的性能和可靠性。