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同步并发操作之等待一个事件或条件
两个线程需要同步操作时,可以设置一个全局变量,用互斥量保护这个全局变量,通过这个全局变量来同步。
但是这样太浪费CPU,这时可以用休眠方法。
bool flag; std::mutex m; void wait_for_flag() { std::unique_lock<std::mutex> lk(m); while(!flag) { lk.unlock(); //休眠期间,其他线程可以操作flag std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); lk.lock(); } }
但是很难确定休眠时间的长短,太长或太短都不合理。
在C++库中,可以使用条件变量(condition variable)。条件变量可以和事件或条件结合起来,一个或多个线程等待时间或条件。当事件到达货事件满足后,使用nofify通知等待的线程。
下面看一个例子,生产者号消费者:
#include<iostream> #include<mutex> #include<condition_variable> #include<queue> #include<thread> #include<Windows.h>//VS2013调试用的 std::mutex mut; std::queue<int> q; std::condition_variable cond; void data_preparation_thread() { while (true) { //休眠一下 Sleep(1000);//1s int data = rand() % 20; std::lock_guard<std::mutex> lk(mut); q.push(data); std::cout << "Preparation Data:" << data << std::endl; cond.notify_one();//唤醒一个,notify_any()唤醒所有 } } void data_processing_thread() { while (true) { Sleep(2000);//2s std::unique_lock<std::mutex> lk(mut); /* wait先检查lambda表达式,如果满足条件则返回。否则就等待,此时unlock mut然后线程阻塞。 当线程被唤醒,会重新lock mut,并检查lambda表达式。如果lambda不满足,那么unlock mut继续等待。 所以上面要有unique_lock */ cond.wait(lk, []{return !q.empty(); });//lambda function,等待的条件[]{return !q.empty(); } int data = q.front(); q.pop(); lk.unlock(); std::cout << "Processing Data:" << data << std::endl; } } int main() { std::thread t1(data_preparation_thread); std::thread t2(data_processing_thread); t1.join(); t2.join(); return 0; }
下面使用条件变量编写一个线程安全的队列
#include<queue> #include<condition_variable> #include<mutex> #include<memory> template<typename T> class threadsafe_queue { private: mutable std::mutex mut;//在const函数中使用 std::queue<T> data_queue; std::condition_variable data_cond; public: threadsafe_queue() {} threadsafe_queue(threadsafe_queue const& other) { std::lock_guard<std::mutex> lk(other.mut); data_queue = other.data_queue; } void push(T new_value) { std::lock_guard<std::mutex> lk(mut); data_queue.push(new_value); data_cond.notify_one();//如果多个线程等待,可以使用nofity_all() } void wait_and_pop(T& value) { std::unique_lock<std::mutex> lk(mut); data_cond.wait(lk, [this]{return !data_queue.empty(); }); valuue = data_queue.front(); data_queue.pop(); } std::shared_ptr<T> wait_and_pop() { std::unique_lock<std::mutex> lk(mut); data_cond.wait(lk, [this]{return !data_queue.empty(); }); std::shared_ptr<T> res(std::make_shared<T>(data_queue.front())); data_queue.pop(); return res; } bool try_pop(T& value) { std::lock_guard<std::mutex> lk(mut); if (data_queue.empty()) return false; value = http://www.mamicode.com/data_queue.front();>同步并发操作之等待一个事件或条件
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