C++条件变量使用与线程同步技巧
std::condition_variable需与std::mutex配合使用，通过wait()阻塞线程并释放锁，在条件满足后由notify唤醒，常用于生产者-消费者模型中的线程同步。
std::condition_variable需与std::mutex配合使用，通过wait()阻塞线程并释放锁，在条件满足后由notify唤醒，常用于生产者-消费者模型中的线程同步。
在C++中，std::condition_variable 是实现线程同步的重要工具之一。它通常与 std::mutex 配合使用，用于在线程之间传递“条件已满足”的信号，比如生产者-消费者模型中的任务队列通知。
1. 条件变量的基本原理
std::condition_variable 本身不保存状态，它只是让线程等待某个条件成立。当条件不满足时，线程调用 wait() 进入阻塞状态；另一个线程在改变共享状态后，调用 notify_one() 或 notify_all() 唤醒一个或所有等待的线程。
关键点：
- 必须配合互斥锁（std::unique_lock
- wait() 会自动释放锁，并在被唤醒后重新获取锁
- 建议在循环中检查条件，防止虚假唤醒
2. 基本使用步骤
以下是使用 std::condition_variable 的典型流程：
// 包含头文件#include
#include
#include
定义共享资源和同步对象：
std::mutex mtx;std::condition_variable cv;
bool ready = false; // 共享条件变量
等待线程（消费者/响应者）：
std::unique_lockcv.wait(lock, []{ return ready; }); // 等待 ready 为 true
// 条件满足，继续执行
通知线程（生产者/触发者）：
{ std::lock_guard3. 完整示例：生产者-消费者模型
下面是一个简单的例子，演示两个线程通过条件变量同步：
#include#include
#include
#include
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool data_ready = false;
void consumer() {
std::cout << "消费者：等待数据...\n";
std::unique_lock
cv.wait(lock, []{ return data_ready; });
std::cout << "消费者：收到数据，开始处理。\n";
}
void producer() {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
std::cout << "生产者：正在生成数据...\n";
{
std::lock_guard
data_ready = true;
}
cv.notify_one();
}
int main() {
std::thread t1(consumer);
std::thread t2(producer);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}
输出可能为：
消费者：等待数据...生产者：正在生成数据...
消费者：收到数据，开始处理。
4. 注意事项与最佳实践
使用条件变量时要注意以下几点：
- wait 必须在 unique_lock 下调用，不能用 lock_guard
- 条件判断尽量用 lambda 形式传给 wait，避免手动写 while 循环
- 修改共享变量时要加锁，否则有数据竞争风险
- notify 后，等待线程不会立即运行，需重新竞争锁
- 如果多个线程等待，使用 notify_all() 更安全
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