C++标准库之condition_variable（条件变量）

       <condition_variable>是C++标准程序库中的一个头文件，定义了C++11标准中的一些用于并发编程时表示条件变量的类与方法等。

       条件变量是并发程序设计中的一种控制结构。多个线程访问一个共享资源(或称临界区)时，不但需要用互斥锁实现独享访问以避免并发错误(称为竞争危害)，在获得互斥锁进入临界区后还需要检验特定条件是否成立：

  (1)、如果不满足该条件，拥有互斥锁的线程应该释放该互斥锁，把自身阻塞(block)并挂到(suspend)条件变量的线程队列中

  (2)、如果满足该条件，拥有互斥锁的线程在临界区内访问共享资源，在退出临界区时通知(notify)在条件变量的线程队列中处于阻塞状态的线程，被通知的线程必须重新申请对该互斥锁加锁。

       C++11的标准库中新增加的条件变量的实现，与pthread的实现语义完全一致。使用条件变量做并发控制时，某一时刻阻塞在一个条件变量上的各个线程应该在调用wait操作时指明同一个互斥锁，此时该条件变量与该互斥锁绑定；否则程序的行为未定义。条件变量必须与互斥锁配合使用，其理由是程序需要判定某个条件(condition或称predict)是否成立，该条件可以是任意复杂。

       离开临界区的线程用notify操作解除阻塞(unblock)在条件变量上的各个线程时，按照公平性(fairness)这些线程应该有平等的获得互斥锁的机会，不应让某个线程始终难以获得互斥锁被饿死(starvation)，并且比后来到临界区的其它线程更为优先(即基本上FIFO)。一种办法是调用了notify_all的线程保持互斥锁，直到所有从条件变量上解除阻塞的线程都已经挂起(suspend)到互斥锁上，然后发起了notify_all的线程再释放互斥锁。互斥锁上一般都有比较完善的阻塞线程调度算法，一般会按照线程优先级调度，相同优先级按照FIFO调度。

       条件变量std::condition_variable用于多线程之间的通信，它可以阻塞一个或同时阻塞多个线程。std::condition_variable需要与std::unique_lock配合使用。

       当std::condition_variable对象的某个wait函数被调用的时候，它使用std::unique_lock(通过std::mutex)来阻塞当前线程。当前线程会一直被阻塞，直到另外一个线程在相同的std::condition_variable对象上调用了notification函数来唤醒当前线程。

condition_variable有5个函数，函数名及对应的功能如下：

wait阻塞自己，等待唤醒

wait_for阻塞自己，等待唤醒，最多等待一段时间

wait_until阻塞自己，等待唤醒，最多等待到某个时间点

notify_one 唤醒一个等待在这个条件变量上的线程

notify_all 唤醒所有等待在这个条件变量上的线程

3个wait函数都要求输入一个已经上锁的unique_lock<mutex>变量，

简单的例子：三线程顺序打印ABC问题