notify_one() 或 notify_all() 在c++中的使用要点

最新推荐文章于 2025-06-05 17:57:48 发布
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分类专栏： C++ 多线程
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zgaoq/article/details/109644461
探讨了在使用mutexspin_lock锁定的情况下调用notify_one()或notify_all()可能导致的问题。某些实现通过将等待线程从条件变量队列转移至互斥队列的方式来规避可能产生的急于求成场景。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

notify_one() 或 notify_all() 如果在锁(mutex spin_lock)里调用，可能会导致被立刻唤醒的线程继续阻塞，因为锁被notify线程持有。
c++标准上说，一些实现(尤其是许多 pthread 的实现)为了归避这种情况，在通知调用中，直接将等待线程从条件变量队列转移到互斥队列，而不唤醒它，来避免此"hurry up and wait"--急于求成 的场景

 

官方文档：   https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable/notify_one

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linux,C++11,wait ,notify
负责notify的线程会像wait线程一样阻塞吗
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<think>嗯，用户这次问的是关于notify线程是否会像wait线程一样阻塞。我需要先回顾一下条件变量和线程同步的基本概念。之前的对话已经讨论了wait方法带条件的情况，现在用户可能是在进一步理解通知机制。 首先，用户可能对notify的工作方式不太清楚，或者混淆了wait和notify的行为。需要明确，调用notify的线程是否会阻塞自己，这取决于具体的实现和锁的状态。比如，在C++中，notify_one或notify_all通常是在持有锁的情况下调用的，但通知操作本身不会阻塞线程。不过，释放锁之后，其他线程才能被唤醒。 接下来，用户可能没有意识到notify和锁的关系。当线程调用notify时，它可能仍然持有互斥锁，这时候被唤醒的wait线程需要重新获取锁才能继续执行。所以，notify的线程在调用notify之后，如果释放了锁，那它本身并不会阻塞，而是继续执行后续代码。 另外，用户可能担心notify会不会导致通知线程挂起，或者需要等待被通知的线程执行完毕。这时候需要解释，notify只是一个信号机制，不会阻塞调用线程。而wait线程的唤醒和继续执行则依赖于锁的获取，这可能会影响它们的执行顺序，但通知线程本身不会被阻塞。 还需要考虑用户的实际应用场景。比如，是否在多线程环境中正确使用锁和条件变量，是否存在竞态条件或死锁的风险。用户可能在实际编码中遇到问题，比如通知丢失或线程未被及时唤醒，需要确保他们在调用notify时持有正确的锁，并且条件变量的使用符合规范。 最后，总结回答时要结构清晰，分点说明，确保用户理解notify的非阻塞特性，以及正确使用条件变量的要点。同时，给出示例代码和常见误区，帮助用户巩固理解，避免常见的错误。</think>--- ### **1. 核心结论** **不会**。调用`notify`（如`notify_one`或`notify_all`）的线程**不会因发送通知而阻塞**。它的行为是**非阻塞**的——通知发出后，线程会**立即继续执行后续代码**，无需等待被唤醒的`wait`线程完成操作。 --- ### **2. 详细机制分析** #### **（1）`notify`的本质** - **仅发送信号**：`notify`的作用是**唤醒正在`wait`的线程**（一个或全部），但它本身**不涉及任何等待或阻塞逻辑**。 - **无锁释放要求**：`notify`可以在**持有锁时调用**（通常建议如此，避免竞态条件），但即使不持有锁也能调用（尽管可能导致通知丢失）。 #### **（2）`wait`与`notify`的协作流程** 以典型的生产者-消费者模型为例： | 步骤 | 生产者线程（`notify`方） | 消费者线程（`wait`方） | |------|--------------------------|------------------------| | 1 | 获取锁（`lock`） | 获取锁（`lock`） | | 2 | 修改共享数据（如填充队列） | 检查条件（如队列是否为空）| | 3 | 调用`notify_one()` | 条件不满足，调用`wait()`进入阻塞 | | 4 | **释放锁**（`unlock`） | **释放锁**并阻塞，等待唤醒 | | 5 | **继续执行后续代码** | 被唤醒后重新获取锁，检查条件 | - **关键点**：生产者调用`notify_one()`后，立即释放锁并继续执行，**不等待消费者实际被唤醒或完成消费**。 --- ### **3. 示例场景** #### **生产者线程（通知方）** ```cpp std::mutex mtx; std::condition_variable cv; std::queue<int> data_queue; void producer() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); data_queue.push(42); // 修改共享数据 cv.notify_one(); // 发送通知（非阻塞） std::cout << "通知已发送，生产者继续执行..." << std::endl; // 锁在作用域结束时自动释放 } ``` #### **消费者线程（等待方）** ```cpp void consumer() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx); cv.wait(lock, [&] { return !data_queue.empty(); }); // 等待队列非空 auto data = data_queue.front(); data_queue.pop(); std::cout << "消费者收到数据: " << data << std::endl; } ``` #### **输出结果** ``` 通知已发送，生产者继续执行... 消费者收到数据: 42 ``` - 生产者发送通知后**立即输出日志**，无需等待消费者完成操作。 --- ### **4. 潜在误区** #### **误区：`notify`需要等待`wait`线程完成** - **错误理解**：认为生产者调用`notify_one()`后，必须等待消费者处理完数据才能继续执行。 - **实际情况**：生产者发送通知后**立即继续执行**，消费者的唤醒和操作是**异步**的。若生产者后续仍需操作共享数据（如继续生产），需通过锁或其他机制保证同步。 #### **误区：`notify`必须在持有锁时调用** - **允许但不强制**：`notify`可以在无锁时调用，但通常建议**在持有锁时调用**，原因如下： 1. **避免通知丢失**：若先释放锁再调用`notify`，其他线程可能在间隙中修改条件，导致被唤醒的线程重新进入等待。 2. **保证原子性**：修改共享数据与发送通知的原子性，确保被唤醒的线程看到最新的状态。 --- ### **5. `notify`与`wait`的时序关系** - **通知可能“无效”**：若没有线程在`wait`时调用`notify`，通知会被**直接丢弃**（不会累积或延迟生效）。 - **虚假唤醒**：即使没有`notify`，`wait`也可能因系统原因被唤醒，因此必须通过**循环检查条件**来容错（例如C++中的`cv.wait(lock, predicate)`）。 --- ### **6. 总结** - **`notify`线程不阻塞**：通知是异步的，发送后立即继续执行。 - **`wait`线程依赖锁**：被唤醒后需重新获取锁才能继续操作共享数据。 - **正确实践**：在持有锁时调用`notify`，并确保条件检查的原子性。
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