c++多线程基础三 --同步并发

1 条件变量

1.1 condition_variable

std::condition_variable实际上是一个类，是一个和条件相关的类；

1. condition_variable成员函数：
   
   结合std::unique_lock<std::mutex> 使用

2. 使用规则：
   

3. wait 使用

   void wait( std::unique_lock<std::mutex>& lock );   (1)	
   --------------------------------------------------------
   template< class Predicate >                        (2)
   void wait( std::unique_lock<std::mutex>& lock, Predicate pred );
   

   • (1) 调用：相当于 （2）的第二个参数为false，wait()将解锁互斥量，并阻塞到本行；
   • (2) 调用：第二个参数为true，wait()直接返回并继续执行。

4. notify_one唤醒线程

   • wait()不断尝试获取互斥量锁，如果获取不到那么流程就卡在wait()这里等待获取，如果获取到了，那么wait()就继续执行，获取到了锁
   • 如果wait有第二个参数就判断这个lambda表达式。
     a)： 如果表达式为false，那wait又对互斥量解锁，然后又休眠，等待再次被notify_one()唤醒
     b)： 如果lambda表达式为true，则wait返回，流程可以继续执行（此时互斥量已被锁住）。
   • 如果wait没有第二个参数，则wait返回，流程走下去。

注意：wait和wait_for 会先判断这个lambda表达式，如果表达式返回结果为true，则直接唤醒，流程继续执行，不会wait线程。

5. 条件变量注意事项

   • 条件变量虚假唤醒

     whlie (tasks.empty()) {
         pthread_cond_wait(&mycv, &mymutex);
     }
     

     为什么不写成这样？

     if (tasks.empty()) {
       pthread_cond_wait(&mycv, &mymutex);
     }
     

     因为操作系统唤醒 pthread_cond_wait 时， tasks.empty() 可能仍为true，即操作系统可能再某些情况下唤醒条件变量，也就是说存在没有其他线程向条件变量发送信号，但等待此条件变量的线程有可能醒来的情形。

     使用lambda表达式来解决，不用while循环，

     cv.wait(lck, [] {return !tasks.empty();});
     

   • 条件变量信号丢失
     如果一个条件变量信号在产生时（调用pthread_cond_signal 或者 pthread_cond_broadcast) ,没有相关线程调用 pthread_cond_wait 捕获该信号，该信号就会永久丢失，再次调用pthread_cond_wait会导致永久阻塞。要注意这种情况，建议使用sem 信号