如何在循环中使用std::condition_variable

在循环中使用std::condition_variable可以实现多线程之间的同步与通信。std::condition_variable是C++标准库中用于线程同步的一种机制，它配合互斥锁（std::mutex）一起使用，实现了线程之间的等待与唤醒。

要在循环中使用std::condition_variable，可以按照以下步骤进行操作：

定义一个互斥锁和条件变量：

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;

在循环开始前获取互斥锁：

std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);

在循环中使用std::condition_variable::wait()来等待条件满足：

while (!condition) {
    cv.wait(lock);
}

这里的condition是一个表达式，用于判断条件是否满足。如果条件不满足，则当前线程会进入等待状态，并释放互斥锁，允许其他线程继续执行。

当条件满足时，通过std::condition_variable::notify_one()或std::condition_variable::notify_all()来唤醒等待的线程：

cv.notify_one();  // 唤醒一个等待线程
// 或
cv.notify_all();  // 唤醒所有等待线程

完整的示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool condition = false;

void worker() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));  // 模拟耗时操作
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        condition = true;
    }
    cv.notify_one();  // 唤醒等待线程
}

int main() {
    std::thread t(worker);

    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
        while (!condition) {
            cv.wait(lock);
        }
    }

    std::cout << "Condition is satisfied." << std::endl;

    t.join();
    return 0;
}

上述代码中，worker函数模拟了一个耗时操作，并在操作完成后将条件condition设置为true。在主线程中，通过std::condition_variable等待条件满足，当条件满足时输出一条信息。

总结一下，使用std::condition_variable可以在循环中实现线程之间的同步与通信。通过等待条件满足，可以让线程进入等待状态，并在条件满足时唤醒等待的线程。这种机制能够有效地控制线程的执行顺序，实现线程间的协调与同步。