你真的可以用 WaitFor...Object(s) 等待条件变量吗？

Question

我正在尝试对许多CONDITION_VARIABLE 实施某种等待。
The answers here 暗示 WaitForMultipleObjects 等是处理 Windows API（以及互联网上的更多地方）时的有效选项，但似乎并非如此。

首先，MSDN 文档中没有写到 Windows 条件变量是 WaitFor... 函数的有效参数。
其次，WaitFor... 似乎只接受HANDLE 类型作为参数，这基本上是一个内核对象。但PCONDITION_VARIABLE 并不是真正的HANDLE。
最后，尝试使用条件变量（作为PCONDITION_VARIABLE 和未记录的CONDITION_VARIABLE::Ptr）使函数返回错误代码6（无效句柄）

例如：

    CONDITION_VARIABLE cv;
    InitializeConditionVariable(&cv);
    auto res = WaitForSingleObject(cv.Ptr, INFINITE); //returns immediately
    if (res != WAIT_OBJECT_0) { 
        auto ec = GetLastError();
        std::cout << ec << "\n";
    }

那么，你真的可以等待一个条件变量还是只是一个都市传说？

Answer 1

我不这么认为，也没有任何意义。

首先，WaitForXxx 函数（主要）在调度程序对象上运行 - 内核对象的子集，包括计时器、事件、互斥体、信号量、线程和进程（以及一些内部对象类型，如 KAGTEs 和KQUEUEs，但不能访问具有DISPATCHER_HEADER 的令牌或文件映射对象。它当然不适用于内核不知道的用户模式构造。

其次，请注意，当您在条件变量上休眠（“等待”）时，您必须使用正确的函数（SleepConditionVariableCS 或SleepConditionVariableSRW。同样，Windows（不仅是内核）不知道您要传递什么样的条件变量，但它需要这些信息才能正确运行。由于您没有向WaitForXxx 提供此信息，因此它们不能与条件变量一起使用。

Answer 2

您的问题的简单答案是否。您不能将WaitForXxx 函数与Windows 同步API 提供的condition variables 一起使用。来自链接的文档：

条件变量是同步原语，使线程能够等待特定条件发生。条件变量是不能跨进程共享的用户模式对象。

WaitForXxx 函数接受泛型 HANDLE 类型的参数，它表示内核对象的句柄。条件变量是 user-mode 对象，而不是 kernel 对象，因此您不能将它们与这些函数一起使用，因为它们仅适用于内核对象。

此外，这些函数的文档非常明确地说明了它们可以等待哪些类型的对象，并且条件变量不在该列表中。例如，WaitForMultipleObjects 说：

WaitForMultipleObjects 函数可以在 lpHandles 数组中指定以下任何对象类型的句柄：

• 更改通知
• 控制台输入
• 事件
• 内存资源通知
• 互斥体
• 处理
• 信号量
• 线程
• 等待计时器

它们都有相同的列表，所以没有混淆。

从技术上讲（我们在这里深入研究未记录的实现细节，所以你不应该把它当作福音），Win32 WaitForSingleObject 和 WaitForMultipleObjects 函数是基于 KeWaitForSingleObject 和 KeWaitForMultipleObjects内核子系统提供的功能。您可以将内核支持的对象分为三个基本类别：调度程序对象、I/O 对象/数据结构以及其他所有对象。第一类，调度程序对象，是最低级别的对象，它们都在它们的主体中使用相同的DISPATCHER_HEADER 数据结构表示。 Dispatcher 对象是唯一“可等待”的对象类型。根据定义，正是这个DISPATCHER_HEADER 结构使对象可等待。如果使用此数据结构表示对象，则可以将其传递给内核同步函数。因此，相同的规则将适用于 Win32 函数。

整个问题似乎是基于 Managu 在his answer 中所做的一个声明：“Windows 有 WaitForMultipleObjects as aJ 张贴，如果您愿意将代码限制为 Windows 同步，这可能是一个解决方案原语。” 也许他不认为条件变量（因为它们是由 Windows 实现的）是同步原语，或者也许他错了。他提到的 aJ 的回答非常清楚地表明 WaitForMultipleObjects 用于“等待多个内核对象”，并且我们已经确定条件变量不是内核对象。无论哪种方式，我都没有看到任何“都市传说”的证据表明你可以做到这一点。

显然，您不能将WaitForXxx 系列函数与boost::condition_variable、std::condition_variable 或其他任何函数一起使用。我相信你已经知道了，但是你的问题让一些人感到困惑，因为它链接到一个涉及 Boost 实现的问题。

我不清楚为什么需要同时等待多个条件变量。我想你可以编写自己的条件变量实现，基于经典的 Win32 同步原语，例如互斥锁，然后你可以等待 WaitForMultipleObjects。您可能可以在网上找到此类代码的示例，因为条件变量直到 Vista 才成为操作系统的一部分。例如，this article 讨论了在 Windows 中实现条件变量的策略，因为它们是由 POSIX Pthreads 规范定义的。你也可以考虑使用Event Objects。