std::condition_variable 应用举例

std::condition_variable 在多线程编程中非常有用，特别是当需要在多个线程之间同步或等待某个条件成立时。下面是一个简单的 std::condition_variable 的应用举例，演示了如何使用它来实现一个生产者-消费者模型。

在这个例子中，我们将有一个生产者线程向一个队列中添加数据，而一个消费者线程从队列中取出数据。我们将使用 std::condition_variable 来在队列为空时让消费者线程等待，以及在队列非空时通知消费者线程。

#include <iostream>  
#include <queue>  
#include <thread>  
#include <mutex>  
#include <condition_variable>  
  
std::queue<int> data_queue;  
std::mutex mtx;  
std::condition_variable cv;  
bool stop = false;  
  
// 生产者线程  
void producer() {  
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {  
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); // 模拟耗时操作  
  
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  
        data_queue.push(i);  
        std::cout << "Produced: " << i << std::endl;  
        cv.notify_one(); // 通知一个等待的线程  
    }  
  
    // 通知所有等待的线程，我们即将停止  
    {  
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  
        stop = true;  
    }  
    cv.notify_all();  
}  
  
// 消费者线程  
void consumer() {  
    while (true) {  
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);  
        cv.wait(lock, []{ return !data_queue.empty() || stop; }); // 等待数据或停止信号  
  
        if (stop && data_queue.empty()) {  
            // 如果收到停止信号且队列为空，则退出循环  
            break;  
        }  
  
        int data = data_queue.front();  
        data_queue.pop();  
        lock.unlock(); // 在处理数据之前解锁，以避免长时间持有锁  
  
        std::cout << "Consumed: " << data << std::endl;  
        // ... 在这里处理数据 ...  
    }  
}  
  
int main() {  
    std::thread producer_thread(producer);  
    std::thread consumer_thread(consumer);  
  
    producer_thread.join();  
    consumer_thread.join();  
  
    return 0;  
}

在这个例子中，生产者线程向 data_queue 中添加数据，并通过 cv.notify_one() 通知等待的消费者线程。消费者线程使用 cv.wait() 等待数据，直到队列非空或收到停止信号。当消费者线程被唤醒时，它会检查队列是否为空或是否收到停止信号，并据此决定是否继续处理数据或退出循环。

注意，我们在处理数据之前释放了互斥锁（通过 lock.unlock()），以避免在处理数据期间长时间持有锁，从而允许其他线程访问队列。然而，在实际应用中，你需要确保在释放锁之后重新获取锁之前，你的代码是线程安全的。在这个例子中，由于我们只是简单地打印数据，所以没有问题。但在更复杂的场景中，你可能需要更复杂的同步机制来确保线程安全。

运行结果：

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