c++11多线程中的condition_variable（条件变量）

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写在前面

解析

wait函数

wait_for函数

wait_until函数

notify_one函数

notify_all函数

栗子

参考书籍

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写在前面

condition_variable条件变量可以阻塞（wait、wait_for、wait_until）调用的线程直到使用（notify_one或notify_all）通知恢复为止

首先要知道condition_variable是一个类，这个类既有构造函数也有析构函数，使用时需要构造对应的condition_variable对象，调用对象相应的函数来实现上面的功能。

解析

wait函数

函数原型：

void wait (unique_lock& lck);
template 
  void wait (unique_lock& lck, Predicate pred);

包含两种重载，第一种只包含unique_lock对象，另外一个Predicate 对象（等待条件），这里必须使用unique_lock，因为wait函数的工作原理：

当前线程调用wait()后将被阻塞并且函数会解锁互斥量，如果使用lock_guard则不能调用unlock函数，所以这里只能使用unique_lock对象，直到另外某个线程调用notify_one或者notify_all唤醒当前线程；一旦当前线程获得通知(notify)，wait()函数也是自动调用lock()，同理不能使用lock_guard对象。

如果wait没有第二个参数，第一次调用默认条件不成立，直接解锁互斥量并阻塞到本行，直到某一个线程调用notify_one或notify_all为止，被唤醒后，wait重新尝试获取互斥量，如果得不到，线程会卡在这里，直到获取到互斥量，然后无条件地继续进行后面的操作

如果wait包含第二个参数，如果第二个参数不满足，那么wait将解锁互斥量并堵塞到本行，，直到某一个线程调用notify_one或notify_all为止，被唤醒后，wait重新尝试获取互斥量，如果得不到，线程会卡在这里，直到获取到互斥量，然后继续判断第二个参数，如果表达式为false，wait对互斥量解锁，然后休眠，如果为true，则进行后面的操作

wait_for函数

函数原型：

template 
  cv_status wait_for (unique_lock& lck,
                      const chrono::duration& rel_time);
template 
       bool wait_for (unique_lock& lck,
                      const chrono::duration& rel_time, Predicate pred);

 和wait不同的是，wait_for可以执行一个时间段，在线程收到唤醒通知或者时间超时之前，该线程都会处于阻塞状态，如果收到唤醒通知或者时间超时，wait_for返回，剩下操作和wait类似

wait_until函数

函数原型：

template 
  cv_status wait_until (unique_lock& lck,
                        const chrono::time_point& abs_time);
template 
       bool wait_until (unique_lock& lck,
                        const chrono::time_point& abs_time,
                        Predicate pred);

 与wait_for类似，只是wait_until可以指定一个时间点，在当前线程收到通知或者指定的时间点超时之前，该线程都会处于阻塞状态。如果超时或者收到唤醒通知，wait_until返回，剩下操作和wait类似

notify_one函数

函数原型：

void notify_one() noexcept;

解锁正在等待当前条件的线程中的一个，如果没有线程在等待，则函数不执行任何操作，如果正在等待的线程多余一个，则唤醒的线程是不确定的。

notify_all函数

函数原型：

void notify_all() noexcept;

解锁正在等待当前条件的所有线程，如果没有正在等待的线程，则函数不执行任何操作。

栗子

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

class MesProcess
{
public:
	void Inmsglist()
	{
		for (int i = 0; i < 10000; i++)
		{

			std::unique_lock uniqlock(my_mutex);
			std::cout << "Inmsglist线程正在执行，插入数字为：" << i << std::endl;
			msglist.push_back(i);
			my_cond.notify_one();  //尝试把wait和线程唤醒，执行完这里wait就会被唤醒
			//如果添加线程Outmsg_thread2则需要将此处更换为notify_all更稳定
		}
	}

	
	void Outmsglist()
	{
		int command = 0;
		while (true)
		{
			std::unique_lock < std::mutex > uniqlock(my_mutex);
			my_cond.wait(uniqlock, [this] {           //这里的判断条件为lambda表达式，判断信息队列是否为空，为空返回false，否则返回true
				if (!msglist.empty())                 //调用wait函数
					return true;
				return false;
			});
			command = msglist.front();
			msglist.pop_front();
			std::cout << "Outmsglist线程"< msglist;
	std::mutex my_mutex;
	std::condition_variable my_cond;   //生成一个条件变量对象
};

int main()
{
	std::cout << "主线程的线程id为： " << std::this_thread::get_id() << std::endl;

	MesProcess mpobj;
	std::thread Outmsg_thread(&MesProcess::Outmsglist, &mpobj);
	//std::thread Outmsg_thread2(&MesProcess::Outmsglist, &mpobj);
	std::thread Inmsg_thread(&MesProcess::Inmsglist, &mpobj);

	Inmsg_thread.join();
	Outmsg_thread.join();
	//Outmsg_thread2.join();

	std::cout << "主线程运行结束" << std::endl;
	return 0;
}

参考书籍

《C++11并发与多线程视频课程》 视频地址：http://edu.51cto.com/course/15287.html

C++11中std::condition_variable的使用