condition_variable、wait、notify_one、notify_all

第八节 condition_variable、wait、notify_one、notify_all

在这里插入图片描述

一、条件变量condition_variable、wait、notify_one、notify_all
std::condition_variable实际上是一个类，是一个和条件相关的类，说白了就是等待一个条件达成。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
std::mutex mymutex1;
std::unique_lock<std::mutex> sbguard1(mymutex1);
std::condition_variable condition;
condition.wait(sbguard1, [this] {if (!msgRecvQueue.empty())
                                    return true;
                                return false;
                                });
 
condition.wait(sbguard1);

wait()用来等一个东西

如果第二个参数的lambda表达式返回值是false，那么wait()将解锁互斥量，并阻塞到本行
如果第二个参数的lambda表达式返回值是true，那么wait()直接返回并继续执行。

阻塞到什么时候为止呢？阻塞到其他某个线程调用notify_one()成员函数为止；

如果没有第二个参数，那么效果跟第二个参数lambda表达式返回false效果一样

wait()将解锁互斥量，并阻塞到本行，阻塞到其他某个线程调用notify_one()成员函数为止。

当其他线程用notify_one()将本线程wait()唤醒后，这个wait恢复后

1、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

2.1、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）。

2.2、如果wait没有第二个参数，则wait返回，流程走下去。

流程只要走到了wait()下面则互斥量一定被锁住了。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
#include <thread>
#include <iostream>
#include <list>
#include <mutex>
using namespace std;
 
class A {
public:
    void inMsgRecvQueue() {
        for (int i = 0; i < 100000; ++i) 
        {
            cout << "inMsgRecvQueue插入一个元素" << i << endl;
            std::unique_lock<std::mutex> sbguard1(mymutex1);
            msgRecvQueue.push_back(i); 
            //尝试把wait()线程唤醒,执行完这行，
            //那么outMsgRecvQueue()里的wait就会被唤醒
            //只有当另外一个线程正在执行wait()时notify_one()才会起效，否则没有作用
            condition.notify_one();
        }
	}
 
	void outMsgRecvQueue() {
        int command = 0;
        while (true) {
            std::unique_lock<std::mutex> sbguard2(mymutex1);
            // wait()用来等一个东西
            // 如果第二个参数的lambda表达式返回值是false，那么wait()将解锁互斥量，并阻塞到本行
            // 阻塞到什么时候为止呢？阻塞到其他某个线程调用notify_one()成员函数为止；
            //当 wait() 被 notify_one() 激活时，会先执行它的 条件判断表达式 是否为 true，
            //如果为true才会继续往下执行
            condition.wait(sbguard2, [this] {
                if (!msgRecvQueue.empty())
                    return true;
                return false;});
            command = msgRecvQueue.front();
            msgRecvQueue.pop_front();
            //因为unique_lock的灵活性，我们可以随时unlock，以免锁住太长时间
            sbguard2.unlock(); 
            cout << "outMsgRecvQueue()执行，取出第一个元素" << endl;
        }
	}
 
private:
	std::list<int> msgRecvQueue;
	std::mutex mymutex1;
	std::condition_variable condition;
};
 
int main() {
	A myobja;
	std::thread myoutobj(&A::outMsgRecvQueue, &myobja);
	std::thread myinobj(&A::inMsgRecvQueue, &myobja);
	myinobj.join();
	myoutobj.join();
}

二、深入思考

上面的代码可能导致出现一种情况：
因为outMsgRecvQueue()与inMsgRecvQueue()并不是一对一执行的，所以当程序循环执行很多次以后，可能在msgRecvQueue 中已经有了很多消息，但是，outMsgRecvQueue还是被唤醒一次只处理一条数据。这时可以考虑把outMsgRecvQueue多执行几次，或者对inMsgRecvQueue进行限流。

三、notify_all()

notify_one()：通知一个线程的wait()

notify_all()：通知所有线程的wait()