我正在尝试了解条件变量。我想知道使用条件变量的常见情况有哪些。
一个例子是在一个阻塞队列中，两个线程访问队列——生产者线程将一个项目推入队列，而消费者线程从队列中弹出一个项目。如果队列为空，则消费者线程一直在等待，直到生产者线程发送信号。
还有哪些需要使用条件变量的设计情况？
不过，我更喜欢基于经验的示例，例如实际应用中的示例。
【问题讨论】：
标签： c++ multithreading condition-variable
条件变量的一个用途比消息队列复杂一点，它是“共享锁”，其中不同的线程正在等待具有相同基本性质的细微不同的条件。例如，您有一个（非常简陋、简化的）网络缓存。缓存中的每个条目都有三种可能的状态：不存在、IN_PROGRESS、COMPLETE。
getURL:
lock the cache
three cases for the key:
not present:
add it (IN_PROGRESS)
release the lock
fetch the URL
take the lock
update to COMPLETE and store the data
broadcast the condition variable
goto COMPLETE
COMPLETE:
release the lock and return the data
IN_PROGRESS:
while (still IN_PROGRESS):
wait on the condition variable
goto COMPLETE
我在实践中使用该模式来实现 POSIX 函数 pthread_once 的变体，而无需调度程序的任何帮助。我不能根据once_control 使用信号量或锁，而只是在锁下进行初始化的原因是该函数不允许失败，once_control 只有微不足道的初始化。就此而言，pthread_once 本身没有定义的错误代码，因此实现它可能会失败不会给您的调用者留下任何好的选择...
当然，对于这种模式，您必须小心缩放。每次任何初始化完成时，每个等待线程都会唤醒以获取锁。因此，当您设计系统时，您会非常仔细地考虑分片，然后决定在发现已证明的性能问题之前，您不会费心做任何事情来实际实施它。
【讨论】：
除了您已经提到的消费者-生产者模型之外，还有一个示例是barrier synchronization 中的使用。当线程进入屏障时，如果还有其他线程需要进入屏障，那么它们会等待一个条件变量。最后一个进入屏障的线程发出条件信号。
【讨论】：
我知道这不是很有帮助，但是任何时候我希望线程等待某事发生，或者只等到某事发生时，我都会使用条件变量。
我使用条件变量的一个非常常见的模式是一个后台线程，它每隔几分钟就会唤醒以进行一些处理，然后重新进入睡眠状态。在关闭主线程时通知后台线程完成，然后加入它完成。后台线程等待条件超时，以执行其睡眠。
后台线程遵循这个基本逻辑
void threadFunction() {
initialisation();
while(! shutdown()) {
backgroundTask();
shutdown_condition_wait(timeout_value);
}
cleanup();
}
这可以让后台线程迅速而优雅地关闭。
如果我有许多这样的线程，主函数会发出信号关闭每个线程，然后在下一个之后加入每个线程。这使每个线程组件能够并行关闭。
【讨论】：
我使用条件变量而不是容易出错的 Win32 事件对象。使用 condvars，您不必太担心虚假信号。等待多个事件发生也更容易。
Condvars 也可以代替信号量，因为它们更通用。
【讨论】：
我用它来发送同步消息，其中添加了一个同步对象。
同步对象由一个带有“就绪”布尔值的条件变量组成。
在syncMsg::send()函数中有一个sync->wait()，在syncMsg::handle()函数中有一个sync->go()。
应谨慎使用，因为可能会出现死锁。
【讨论】：