C++在多线程中使用condition_variable实现wait

2022-11-13 17:11:53 多线程 condition

前言

有这样的需求

一个线程需要等待另一个线程执行完毕之后它才会继续向下执行，这该如何实现？ condition_variable类中实现了wait方法

wait()

可以接受两个参数，其中第一个参数是锁对象，第二个参数是lambda表达式，其中的lambda表达式的返回值要是bool类型
也可接受一个参数，仅仅接受锁对象

#include<iOStream>
#include<mutex>
#include<list>
#include<thread>
using namespace std;
class Obj
{
private:
	list<int> myList;
	condition_variable var;
	mutex tex;
public:
	bool popFromList(int & comb)
	{
		if (!myList.empty()) {
			unique_lock<mutex> cur(tex);
			if (!myList.empty())
			{
				comb = myList.front();
				myList.pop_front();
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
	void inToList()
	{
		for (int i = 0; i < 100; i++)
		{
			unique_lock<mutex> cur(tex);
			myList.push_back(i);
			cout << this_thread::get_id() << "正在向list中添加数据>; " << i << endl;
			var.notify_one();
		}
	}
	void outFromList()
	{
		while(true)
		{
			unique_lock<mutex> cur(tex);
			var.wait(cur, [this] {
				if (!myList.empty())
					return true;
				return false;
				});
			int comb = myList.front();
			myList.pop_front();
			cout << this_thread::get_id() << "正在取出数据>: " << comb << endl;
		}
	}
};
int main()
{
	Obj obj;
	thread thread1(&Obj::outFromList, &obj);
	thread thread2(&Obj::inToList, &obj);
	thread1.join();
	thread2.join();
	cout << "这里是主线程" << endl;
}

线程1执行到wait函数时，会执行lambda表达式

返回值为false时，这个线程就会将锁打开，将该线程压入到栈中，执行下一个线程下一个线程执行完毕之后执行notify_one后就会返回到该线程，继续执行lambda表达式

返回值为true时就尝试获得锁

获得锁后继续执行下面的语句

没有获得锁就继续卡在wait等待获取到锁

返回值为false时，继续将锁打开，线程压入栈，执行下一个线程

返回值为true时，线程继续执行

运行结果可能是一个线程执行完毕另一个线程再执行

这不就是顺序执行吗？

其实并不是这样的

notify_one()

唤醒wait()函数，当前所再的线程尝试获得锁

某个线程执行完notify_one函数后，会返回到另一个线程中的wait函数处，并将其"唤醒"，让其继续执行，自己的线程和wait线程都尝试获得锁来进行下一步执行

不是顺序执行的解释

当wait函数后面有很多语句要执行，但是再此之前wait所在的线程函数中就已经将锁进行释放了，那么notify_one的“唤醒”就不在生效，两个线程都尝试获得锁，但是wait所在的线程有很多语句要执行，耗时高，那么很有可能notify_one所在的线程就再次获得了锁，进行下一步操作。
这样就不一定是顺序执行的宏观表现了

#include<iostream>
#include<mutex>
#include<list>
#include<thread>
using namespace std;
class Obj
{
private:
	list<int> myList;
	condition_variable var;
	mutex tex;
public:
	bool popFromList(int & comb)
	{
		if (!myList.empty()) {
			unique_lock<mutex> cur(tex);
			if (!myList.empty())
			{
				comb = myList.front();
				myList.pop_front();
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
	void inToList()
	{
		for (int i = 0; i < 1000; i++)
		{
			cout << this_thread::get_id() << "正在向list中添加数据>; " << i << endl;
			unique_lock<mutex> cur(tex);
			myList.push_back(i);
			var.notify_one();
		}
	}
	void outFromList()
	{
		while(true)
		{
			unique_lock<mutex> cur(tex);
			var.wait(cur, [this] {
				if (!myList.empty())
					return true;
				return false;
				});
			int comb = myList.front();
			myList.pop_front();
			cur.unlock();
			cout << this_thread::get_id() << "正在取出数据>: " << comb << endl;
			chrono::seconds tim(2);
			this_thread::sleep_for(tim);
			cout <<this_thread::get_id() <<  "睡眠两秒后执行" << endl;
		}
	}
};
int main()
{
	Obj obj;
	thread thread1(&Obj::outFromList, &obj);
	thread thread2(&Obj::inToList, &obj);
	thread1.join();
	thread2.join();
	cout << "这里是主线程" << endl;
}

如图所示，在notify_one线程执行835次循环后，wait所在的线程才获得了锁，继续执行

在此之前的所有notify_one的唤醒操作都是无效的。

然后在notify_one线程执行完毕之后，wait再次获得了锁，继续向下执行

notify_all()

顾名思义，是“唤醒”所有的wait函数线程，但是并不是都一起运行，因为他们要进行锁的请求，仅仅只能由一把锁存在，只有获得锁并且lambda表达式返回结果为true的线程才能继续执行

到此这篇关于c++在多线程中使用condition_variable实现wait的文章就介绍到这了,更多相关C++ condition_variable内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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前言

wait()

notify_one()

notify_all()