UNIX(多线程)：13---condition_variable、wait、notify_one、notify_all

用户3479834

发布于 2021-02-03 14:59:50

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条件变量std::condition_variable、wait()、notify_one()

线程A: 等待一个条件满足
线程B: 专门往消息队列中放入消息（数据），达到一定条件，通知处于等待中的线程A。
std::condition_variable实际上是一个类，是一个和条件相关的一个类，说白了就是等待一个条件达成。
这个类是需要和互斥量来配合工作，用的时候我们要生成这个类的对象。

wait() 用来等一个东西。

如果第二个参数lambda表达式返回值是true，那wait（）直接返回，继续往下执行。
如果第二个参数lambda表达式返回值是false，那么wait()将解锁互斥量，并堵塞到本行。
那堵塞到什么时候为止呢？
- 堵塞到其他某个线程调用 notify_one()成员函数为止。
如果wait()没有第二个参数: my_cond.wait(outMutex)？
- 那么就跟第二个参数lambda表达式返回false效果一样
- wait()将解锁互斥量，并堵塞到本行，堵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wait（原来是睡着/阻塞）的状态唤醒后，wait就开始恢复干活了，恢复后wait干什么活？
- b2) 如果lambda表达式为true，则wait返回，流程走下来。（此时互斥锁被锁着）
- a) wait() 不断的尝试重新获取互斥量锁，如果获取不到，那么流程就卡在wait这里等着获取，如果获取到了，那么wait就走下来。
- b1)如果wait有第二个参数（lambda）,就判断这个lambda表达式，如果lambda表达式为false，那wait又对互斥量解锁，然后又休眠这里等待再次被notify_one唤醒。
- b3) 如果wait没有第二个参数，则wait返回，流程走下来。

#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>
#include <vector>
#include <list>
#include <mutex>
using namespace std;
class A
{
public:
//把收到的消息（玩家命令）加入到一个队列的线程
void inMsgRecvQueue()
{
for (int i = 1; i < 10000; ++i)
{
cout << "inMsgRecvQueue执行了，插入一个元素" << i << endl;
std::unique_lock<mutex> in_mutex_guard(my_mutex);
msgRecvQueue.push_back(i);    //假设这个数字就是玩家发来的命令，加入到消息队列中
cond_var.notify_one(); //尝试吧wait()唤醒，执行完这行，outMsgRecvQueue中的wait被唤醒
//假如outMsgRecvQueue（）正在处理一个事务，需要一段时间，
//而不是正卡在wait()那里等待你唤醒，那么此时这个notify_one()这个调用也许就没效果.
}
}
//把消息从消息队列中取出的线程
void outMsgRecvQueue()
{
int command{};
while (true)
{
std::unique_lock<mutex> outMutex(my_mutex);
//wait用来等一个东西
cond_var.wait(outMutex, [this]() {
if (!msgRecvQueue.empty())
return true;
return false;
});
//流程只要能走到这里来，这个互斥锁一定是锁着的。同时msgRecvQueue至少是有一条数据的。
command = msgRecvQueue.front(); // 返回第一个元素，但不检查元素是否存在
msgRecvQueue.pop_front();       //移除第一个元素，但不返回
outMutex.unlock();              //因为unique_lock 的灵活性，所以我们可以随时的unlock解锁，以免锁住太长时间
cout << "outMsgRecvQueue()执行，取出一个元素" << command << endl;
}//end while
} //end outMsgRecvQueue()
private:
std::list<int> msgRecvQueue;  //容器（消息队列），专门代表玩家给我们发来的命令
std::mutex my_mutex;
std::condition_variable cond_var;  //生成一个条件变量对象
}; //end A
int main()
{
A obja;
std::thread outMsgThread(&A::outMsgRecvQueue, &obja); //第二个参数是引用，保证线程里操作同一个对象
std::thread inMsgThread(&A::inMsgRecvQueue, &obja);
inMsgThread.join();
outMsgThread.join();
//主线程执行
std::cout << "主线程结束" << std::endl;
return 0;
}