为什么condition_variable在等待生产者-消费者的锁定?C++

Why condition_variable is waiting for the lock in producer-consumer? C++

本文关键字：消费者 锁定 C++ 生产者 condition variable 在等待 为什么      更新时间：2023-10-16

请参阅以下经典的生产者-消费者代码：

int main()
{
std::queue<int> produced_nums;
std::mutex m;
std::condition_variable cond_var;
bool done = false;
bool notified = false;
std::thread producer([&]() {
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
std::cout << "producing " << i << 'n';
produced_nums.push(i);
notified = true;
cond_var.notify_one();
}
done = true;
cond_var.notify_one();
});
std::thread consumer([&]() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
while (!done) {
while (!notified) {  // loop to avoid spurious wakeups
cond_var.wait(lock);
}
while (!produced_nums.empty()) {
std::cout << "consuming " << produced_nums.front() << 'n';
produced_nums.pop();
}
notified = false;
}
});
producer.join();
consumer.join();
}

我从 cpp首选项中复制了这个。

对我来说，一切都很简单，除了消费者中的那句话：

cond_var.wait(lock);

我确实理解等待cond_var通知的循环，但它为什么要等待锁定？

cond_var.wait(lock);不等待锁定。 这条线做 3 件事

  1. 它解锁lock变量
  2. 它等到有人发出条件信号。
  3. 它在返回之前再次锁定lock变量，

它以原子方式完成所有这些工作。当线程等待条件变量时，互斥锁不会被锁定 - 这样你的生产者线程就可以获取锁并安全地设置消费者/生产者之间共享的任何变量。

它在返回时再次锁定互斥锁，因此使用者可以再次安全地访问共享变量。

如果您尝试自己管理锁定/解锁互斥锁，您最终会在锁定/解锁互斥锁和等待/发出条件变量信号之间出现竞争条件 - 这就是为什么等待条件变量与互斥锁绑定的原因 - 因此它可以原子方式完成，没有竞争条件。

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