C++互斥锁能替代条件变量吗

C++的互斥锁（mutex）和条件变量（condition variable）是两种不同的同步原语，它们各自有不同的用途。互斥锁主要用于保护共享资源，确保在同一时间只有一个线程可以访问该资源。而条件变量则用于线程间的通信，允许一个线程等待某个条件成立，同时释放互斥锁，让其他线程有机会执行并改变条件。

虽然互斥锁和条件变量在某些情况下可以结合使用，但它们并不能相互替代。下面是一个简单的例子来说明它们的区别和用途：

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

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

void print_id(int id) {
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    while (!ready) { // 如果条件不满足，则等待
        cv.wait(lck); // 释放锁，等待条件变量通知
    }
    std::cout << "thread " << id << '\n';
}

void go() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟耗时操作
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    ready = true; // 改变条件
    cv.notify_all(); // 通知所有等待的线程
}

int main() {
    std::thread threads[10];
    // spawn 10 threads:
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        threads[i] = std::thread(print_id, i);

    std::cout << "10 threads ready to race...\n";
    go(); // go!

    for (auto &th : threads) th.join();

    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了10个线程，它们都在等待一个条件（ready变量）成立。当go函数被调用时，它改变了ready变量的值，并通过条件变量通知所有等待的线程。每个线程在收到通知后，都会继续执行并打印其ID。

从这个例子可以看出，互斥锁和条件变量在同步和通信方面各有其独特的作用。互斥锁用于保护共享资源，而条件变量用于线程间的通信。因此，它们不能相互替代，而应该根据具体需求一起使用。