在C++11中,使用条件变量(condition_variable)可以实现多个线程间的同步操作;当条件不满足时,相关线程被一直阻塞,直到某种条件出现,这些线程才会被唤醒。
条件变量用于阻塞一个或多个线程,直到某个线程修改线程间的共享变量,并通过condition_variable通知其余阻塞线程。从而使得已阻塞的线程可以继续处理后续的操作。
条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制,主要包括两个动作:
1、一个线程因等待"条件变量的条件成立"而挂起;
即: 用于阻塞某一线程,直至该线程被唤醒
2、另外一个线程使"条件成立",给出信号,从而唤醒被等待的线程;
即:用于通知已阻塞线程,共享变量已改变以上两个步骤,分别是使用以下两个方法实现:
等待条件成立使用的是condition_variable类成员wait 、wait_for 或 wait_until。
给出信号使用的是condition_variable类成员notify_one或者notify_all函数。为了防止竞争,条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起;通常情况下这个锁是std::mutex,并且管理这个锁 只能是 std::unique_lockstd::mutex RAII模板类。
可以分为两步:
可以分为三步:
在等待的初始处理中,该线程锁定互斥锁,然后检查谓词= { return !data_queue.empty(); }
(谓词:在计算机语言的环境下,谓词是指条件表达式的求值返回真或假的过程。)
std::unordered_map<uint32_t, suint32_t> data_queue;
std::condition_variable data_condition;
std::mutex data_mutex;
{
std::unique_lock<std::mutex> lock{
data_mutex};
if (data_queue.empty()) {
data_condition.wait_for(
lock, std::chrono::milliseconds(timeout_ms),
[=]() {
return !data_queue.empty(); });
}
}
/*在data_condition.wait_for()函数中,Lambda表达式[=]() { return !data_queue.empty(); }被用作谓词。
这个谓词的作用是在等待超时期间检查data_queue是否为空,
如果不为空,则返回true,继续执行;如果为空,则返回false,继续等待或超时退出等待。*/
/*代码中的谓词会在以下情况下触发:
当调用 data_condition.wait_for() 函数时,它会等待 data_queue 非空或达到指定的超时时间。
在等待的过程中,谓词函数会被周期性地执行,用于检查等待条件是否满足。
在这种情况下,谓词函数 return !data_queue.empty() 会被执行,它会检查 data_queue 是否为空。
如果为空,则继续等待,直到超时时间结束或者 data_queue 不再为空。
一旦 data_queue 不为空,等待将被解除,代码会继续执行后面的逻辑。*/
这段代码是为了在指定的时间内等待数据队列中有数据可用。在这段代码中,我们使用了条件变量(std::condition_variable)和互斥锁(std::mutex)来实现线程间的同步和通信。
首先,我们创建了一个唯一的互斥锁(std::unique_lockstd::mutex lock{data_mutex}),这将确保只有一个线程可以访问数据队列。
然后,我们使用条件变量的wait_for()函数来等待数据队列非空,最多等待timeout_ms指定的时间。在这个等待过程中,线程会释放互斥锁,并且暂时挂起,让其他线程有机会获取互斥锁执行一些操作。
在等待期间,条件变量的lambda表达式 = { return !data_queue.empty(); } 用于确定等待是否应该继续。当lambda表达式返回false时,表示数据队列仍然为空,等待将继续。只有当lambda表达式返回true时,表示数据队列非空,等待将结束。
这段代码的目的是让线程在等待指定时间内,或者当数据队列非空时,才能继续执行后面的代码。这样可以有效地防止线程一直等待下去,同时充分利用了条件变量和互斥锁来实现线程间的同步和通信。
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