一个线程等待多个线程事件答案

【问题标题】：One thread waiting for multiple thread events一个线程等待多个线程事件
【发布时间】：2020-10-04 21:24:00
【问题描述】：

我有一个线程在等待来自不同数量的其他线程的某个事件，这取决于来自这个线程的事件来继续处理。如何编码以避免忙循环？

更具体地说，我有多个线程来处理它们各自的视频帧并将其写入屏幕缓冲区（在不同的位置）。全部完成后，一个线程发送缓冲区进行绘制，然后这些线程等待绘制调用完成，然后继续进行下一帧。

这需要在 C++ 中实现。使用的 C++ 标准不受限制。

编辑：std::condition_variable 似乎不是解决方案。由于它需要一个互斥体，并且线程（互斥体）的数量在运行时是已知的，我无法将互斥体放入std::vector

我的程序的伪代码是这样的：

drawThread:
    loop:
        for each processThread:
            wait for event
        draw()

processThread:
    loop:
        process()
        notify drawThread
        wait for draw to finish

编辑：我尝试了什么：

std::vector<std::atomic_bool> ready_flags;
std::atomic_bool finished_drawing = false;
void drawThread()
{
    while(true)
    { 
        CHECK:
        for(auto& flag: ready_flags)
        {
            if(!flag)
                goto CHECK;
        }
        draw();
        finished_drawing = true;
    }
}
void ProcessThread(int id)
{
    while(true)
    {
        process();
        finished_drawing=false;
        ready_flags[id] = true;
        while(!finished_drawing)
            ;
    }
}

【问题讨论】：

std::condition_variable en.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable
条件变量只需要一个互斥锁。没有法律规定每个线程必须始终使用自己的独占互斥锁。这样做实际上违背了互斥锁的目的，因为它们被明确设计为可由多个线程访问。毕竟，这就是互斥锁的全部意义所在。
互斥锁保护数据免受来自任意数量线程的并发访问。也就是说，您已经选择了工具（线程数、通信方法），现在您遇到了问题。但是，也许您更应该描述目标，另请参阅“XY 问题”。
你说你不能使用互斥体向量。其实you can，只是你需要通过适当的reserve来避免重新分配。或者，如果您事先不知道线程/互斥体的数量，您可以使用互斥体的std::deque 或std::list 来代替。问题可能是，您不能一次等待多个条件变量。但是这个问题是可以解决的，例如，通过引入一些伴随单个条件变量的（无锁）事件队列。
@DanielLangr 你能根据我的情况详细说明一下吗？即使只是伪代码也值得赞赏。

标签： c++ multithreading

【解决方案1】：

我想出了一个可行的解决方案

const int processThreadCount;
std::atomic<int> ready_count{};
std::shared_mutex drawing_mutex;
std::conditional_variable_any can_draw;
void drawThread()
{
    while(true)
    { 
        std::unique_lock lk{drawing_mutex};
        canDraw.wait(lk, [&]{return ready_count==processThreadCount;};
        draw();
        ready_count=0;
    }
}
void ProcessThread(int id)
{
    while(true)
    {
        std::shared_lock lk{drawing_mutex};
        process();
        ++ready_count;
        can_draw.notify_one();
    }
}

【讨论】：