c++ 条件变量性能（c++11 条件变量wait函数）

互斥量是多线程间同时访问某一共享变量时，保证变量可被安全访问的手段。但单靠互斥量无法实现线程的同步。线程同步是指线程间需要按照预定的先后次序顺序进行的行为。C++11对这种行为也提供了有力的支持，这就是条件变量。条件变量位于头文件下。【官方说明文档】。

条件变量使用过程：

拥有条件变量的线程获取互斥量。
循环检查某个条件，如果条件不满足则阻塞直到条件满足；如果条件满足则向下执行。
某个线程满足条件执行完之后调用notify_one或notify_all唤醒一个或者所有等待线程。

条件变量提供了两类操作：wait和notify。这两类操作构成了多线程同步的基础。

函数原型：

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，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。

函数原型：

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。

函数原型：

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。

函数原型：

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于一个，则唤醒的线程是不确定的。随机唤醒。

函数原型：

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。

使用条件变量实现一个同步队列，同步队列作为一个线程安全的数据共享区，经常用于线程之间数据读取。
（sync_queue.h）

(main.cc)

代码中用到了std::lock_guard，它利用RAII机制可以保证安全释放mutex。

可以改为：

两种写法效果是一样的，但是后者更简洁，条件变量会先检查判断式是否满足条件，如果满足条件则重新获取mutex，然后结束wait继续往下执行；如果不满足条件则释放mutex，然后将线程置为waiting状态继续等待。

这里需要注意的是，wait函数中会释放mutex，而lock_guard这时还拥有mutex，它只会在出了作用域之后才会释放mutex，所以这时它并不会释放，但执行wait时会提前释放mutex。

从语义上看这里使用lock_guard会产生矛盾，但是实际上并不会出问题，因为wait提前释放锁之后会处于等待状态，在被notify_one或者notify_all唤醒后会先获取mutex，这相当于lock_guard的mutex在释放之后又获取到了，因此，在出了作用域之后lock_guard自动释放mutex不会有问题。

这里应该用unique_lock，因为unique_lock不像lock_guard一样只能在析构时才释放锁，它可以随时释放锁，因此在wait时让unique_lock释放锁从语义上更加准确。

使用unique_lock和condition_variable改写为用等待一个判断式的方法来实现一个简单的队列：
（vim sync_queue2.h）

（main.cpp）

条件变量是一个对象，能够在通知恢复之前阻止调用线程。它使用在调用其等待函数之一时锁定线程。线程将保持阻塞状态，直到被另一个调用同一对象上的通知函数的线程唤醒。

在这里插入图片描述

c++ 条件变量性能（c++11 条件变量wait函数）

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