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c++如何使用條件變量（condition_variable）實現(xiàn)同步 _c++條件變量同步方法

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發(fā)布： 2025-10-15 18:28:01

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條件變量用于線程同步，需配合互斥鎖使用。包含頭文件<condition_variable>和<mutex>，通過wait()等待條件滿足，并自動釋放和重新獲取鎖；另一線程修改共享狀態(tài)后調(diào)用notify_one()或notify_all()喚醒等待線程。示例中生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型利用條件變量實現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)傳遞，避免忙等，提升效率。

c++如何使用條件變量（condition_variable）實現(xiàn)同步 _c++條件變量同步方法

在C++多線程編程中，condition_variable（條件變量）常用于線程間的同步，使某個線程等待特定條件成立后再繼續(xù)執(zhí)行。它通常與std::mutex配合使用，避免忙等，提高效率。

基本用法和頭文件

要使用條件變量，需包含頭文件：

#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <thread>

核心組件包括：
- std::condition_variable：用于阻塞或喚醒線程。
- std::mutex 和 std::unique_lock<std::mutex>：保護(hù)共享數(shù)據(jù)并配合條件變量使用。

等待條件成立

一個線程可以調(diào)用 wait() 方法等待某個條件滿足。wait() 會自動釋放鎖，并在被喚醒后重新獲取鎖。

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

// 等待線程
std::thread waiting_thread([&]() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, []{ return ready; }); // 等待 ready 為 true
// 條件滿足，繼續(xù)執(zhí)行
std::cout << "繼續(xù)執(zhí)行..." << std::endl;
});

說明：
- 傳入 lambda 表達(dá)式作為謂詞，可防止虛假喚醒。
- wait 期間 mutex 被釋放，其他線程可訪問共享數(shù)據(jù)。

通知等待的線程

當(dāng)條件達(dá)成時，另一線程通過 notify_one() 或 notify_all() 喚醒等待線程。

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// 通知線程
std::thread notifying_thread([&]() {
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
ready = true;
}
cv.notify_one(); // 喚醒一個等待線程
// cv.notify_all(); // 喚醒所有等待線程
});

注意：修改共享變量時必須加鎖，確保原子性。

完整示例：生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型

演示兩個線程通過條件變量同步操作共享隊列。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <queue>
#include <condition_variable>
#include <mutex>

std::queue<int> data_queue;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool finished = false;

void consumer() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
while (!finished || !data_queue.empty()) {
cv.wait(lock, [&]{ return finished || !data_queue.empty(); });
while (!data_queue.empty()) {
int value = data_queue.front();
data_queue.pop();
std::cout << "消費(fèi): " << value << std::endl;
}
}
}

void producer() {
for (int i = 1; i <= 5; ++i) {
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
data_queue.push(i);
}
cv.notify_one();
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
finished = true;
}
cv.notify_all();
}

int main() {
std::thread p(producer);
std::thread c(consumer);
p.join();
c.join();
return 0;
}

該例子中，消費(fèi)者等待數(shù)據(jù)就緒，生產(chǎn)者推送數(shù)據(jù)并通知，實現(xiàn)安全同步。

基本上就這些。合理使用 condition_variable 可以高效協(xié)調(diào)線程，但要注意配合互斥鎖、避免虛假喚醒、正確管理共享狀態(tài)。不復(fù)雜但容易忽略細(xì)節(jié)。

以上就是c++++如何使用條件變量（condition_variable）實現(xiàn)同步 _c++條件變量同步方法的詳細(xì)內(nèi)容，更多請關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！

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