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C++多线程编程 4.condition_variable 条件变量

news 来源：原创 2025/8/12 17:48:31

概念：

std::condition_variable 是 C++ 标准库中用于实现线程间同步的类。它提供了等待和通知的机制，使得线程可以等待某个条件成立时被唤醒，或者在满足某个条件时通知其他等待的线程。

语法：

#include <condition_variable>
#include <mutex>std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool condition = false;// 等待线程
void waiter() {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);// 等待条件成立cv.wait(lock, [] { return condition; });// 条件成立，继续执行// ...
}// 通知线程
void notifier() {{std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);// 设置条件为 truecondition = true;}// 通知等待的线程cv.notify_one();
}

使用步骤：

1.创建一个 std::condition_variable 对象。

2.创建一个互斥锁 std::mutex 对象，用来保护共享资源的访问

3.在需要等待条件变量的地方

使用 std::unique_lock<std::mutex> 对象锁定互斥锁

并调用 std::condition_variable::wait()、std::condition_variable::wait_for() 或 std::condition_variable::wait_until()

函数等待条件变量。(这里的等待是阻塞)

4.在其他线程中需要通知等待的线程时，调用 std::condition_variable::notify_one() 或 std::condition_variable::notify_all()通知等待的线程。

使用示例：

示例1：交替打印奇数偶数

#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable> //条件变量
#include <iostream>
#include <queue>  //队列std::mutex mtx;
std::condition_variable c;
int n = 100;
bool flag = true;
std::mutex print_mtx; // 用于保护 cout 输出void print_number(int num) {std::lock_guard<std::mutex> lock(print_mtx);std::cout << num << std::endl;
}int main() {std::thread t1([&]() {int i = 0;while (i < n) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);c.wait(lock, [] { return flag; });print_number(i);flag = false;i += 2;c.notify_one();}});std::thread t2([&]() {int j = 1;while (j < n) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);c.wait(lock, [] { return !flag; });print_number(j);flag = true;j += 2;c.notify_one();}});t1.join();t2.join();return 0;
}

示例2：生产者-消费者模型

#include <iostream>
#include <thread>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <chrono>std::queue<int> q_queue;
std::condition_variable g_cv;
std::mutex mtx;
bool producer_finished = false;// 生产者加任务
void Producer()
{for (int i = 0; i < 10; i++) {{std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);q_queue.push(i);std::cout << "task : " << i << std::endl;// 通知消费者取任务g_cv.notify_one();// 等待消费者取走任务g_cv.wait(lock, [] { return q_queue.empty(); });}std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));}{std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);producer_finished = true;// 通知消费者生产者已完成g_cv.notify_one();}
}// 消费者，取任务
void Consumer()
{while (true) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);// 等待任务或生产者完成g_cv.wait(lock, [] { return !q_queue.empty() || producer_finished; });if (producer_finished && q_queue.empty()) {break;}int value = q_queue.front();q_queue.pop();std::cout << "get: " << value << std::endl;// 通知生产者任务已取走g_cv.notify_one();}
}int main()
{std::thread t1(Producer);std::thread t2(Consumer);t1.join();t2.join();return 0;
}

注意：在多线程编程中，cout不是一定线程安全的，需要上锁保护，不然可能会导致打印很乱。

C++多线程编程 4.condition_variable 条件变量

概念： std::condition_variable 是 C 标准库中用于实现线程间同步的类。它提供了等待和通知的机制，使得线程可以等待某个条件成立时被唤醒，或者在满足某个条件时通知其他等待的线程。语法： #include <condition_variable&g…...

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