条件变量wait

本文详细介绍了条件变量的wait方法,包括wait、wait(lock, conditions)、wait_for和wait_until。wait方法会释放锁并阻塞线程;wait_for和wait_until会在超时或条件满足时唤醒线程,使用时需要注意条件判断和手动唤醒机制。" 113611408,10538525,SQL Server 2008 R2 数据库管理详解,"['SQL Server', '数据库', '文件管理', '数据库设计', 'SQL']

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(1) wait(lock): 调用时即阻塞线程,并且调用lock.unlock() 

(2) wait(lock, conditions): 调用时检查conditions,如果为false,则阻塞线程,并且调用lock.unlock(), 否则,继续执行、

(3) wait_for(lock, time_duration, conditions): 调用时,检查条件是否满足:(1) conditions返回true; (2) 时间超时,如果不满足(1)(2)中的一个条件,则阻塞线程,并调用lock.unlock(), 否则,到达一定等待时间或满足条件被唤醒 ,注意,等待超过时间段后自动唤醒,判断条件一般需要使用者自己在合适的时候判断,并通过notify_one()或notify_all()唤醒,所以,使用的时候注意判断返回值,即状态是否为std::cv_status::timeout

(4) wait_until(lock, time_point, conditions): 实际wait_for是通过wait_until实现,实际上也是一样的,到达指定时间点或满足条件conditions时被唤醒,注意,到达时间点是自动唤醒,判断条件一般需要使用者自己在合适的时候判断,并通过notify_one()或notify_all()唤醒,所以,使用的时候注意判断返回值,即状态是否为std::cv_status::timeout

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


using namespace std;

static std::mutex mtx;
static bool ready = false;
static std::condition_variable cnd;
static int block_time = 20;

void run_thread(int i)
{
    std::cout << __FUNCTION__ << ": run here i = " << i << std::endl;
    std::unique_lock<std::mutex> lg(mtx);
#if 0
    while(!ready)
    {
        std::cout << "run here wait start i = " << i << std::endl;
        cnd.wait(lg);  // 直接阻塞,释放锁
        std::cout << "run here wait i = " << i << std::endl;
    }
#else
    std::cout << __FUNCTION__ << ": run here wait start i = " << i << std::endl;
    cnd.wait(lg, []{ return ready; }); // 如果条件满足,则执行,否则,直接阻塞,释放
### 条件变量 `wait_for` 的使用方法及实现详解 #### 一、条件变量简介 条件变量是一种同步原语,用于线程间的通信。其主要作用是在多线程环境中协调不同线程的操作顺序,确保某些特定条件下才执行相应的代码逻辑[^1]。 #### 二、`wait_for` 函数的作用 `std::condition_variable::wait_for()` 是 C++ 中的一个成员函数,该函数可以让当前线程进入休眠状态直到指定的时间间隔过去或者被其他线程唤醒为止。这解决了传统等待/通知模式下无法设定超时时间的问题,提高了系统的资源利用率和响应速度[^2]。 #### 三、`wait_for` 的参数说明 此函数接受两个参数: - **第一个参数**:一个唯一的锁对象(通常是 `std::unique_lock<std::mutex>` 类型),用来保护共享数据的安全访问。 - **第二个参数**:表示最大等待持续时间的对象,可以是任何支持转换成 `chrono::duration` 或者 `chrono::time_point` 的类型。 此外还可以传递第三个可选参数作为谓词表达式来进一步控制何时退出等待循环。 #### 四、具体实例展示 下面通过一段简单的生产者-消费者模型展示了如何利用 `wait_for` 实现带有时限的阻塞等待功能。 ```cpp #include <iostream> #include <thread> #include <queue> #include <mutex> #include <condition_variable> class Buffer { public: void push(int value); int pop(); private: std::queue<int> queue_; mutable std::mutex mutex_; std::condition_variable cond_var_; }; void Buffer::push(int value) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_); queue_.push(value); cond_var_.notify_one(); // 唤醒一个正在等待的线程 } int Buffer::pop() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); while (queue_.empty()) { // 如果队列为空,则调用 wait_for 进入睡眠 if (!cond_var_.wait_for(lock, std::chrono::seconds(5), [&]() -> bool {return !queue_.empty(); })) { throw std::runtime_error("Timeout waiting for data"); } } auto result = queue_.front(); queue_.pop(); return result; } ``` 在这个例子中,当缓冲区为空时,尝试从中取出元素将会触发一次带有五秒超时期限的 `wait_for` 调用;如果在这段时间内没有任何新消息到来,那么就会抛出异常告知调用方发生了超时错误。
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