条件变量允许一个线程堵塞，直到另一个线程设置某个条件或系统时间到达某个指定的时间。条件变量允许显式的线程间通信，如果熟悉Win32API的多线程编程，可将条件变量和Windows种的事件对象进行比较。

条件变量

简介

有两类条件变量，它们都定义在<condition_variable>中。

• std::condition_variable：只能等待unique_lock<mutex>上的条件变量，在特定平台上的效率高。
• std::condition_variable_any：可等待任何对象的条件变量，包括自定义锁类型。

方法

条件变量condition_variable类支持如下方法：

• notify_one()：唤醒等待该条件变量的线程之一。
• notify_all()：唤醒等待该条件变量的所有线程。
• wait(unique_lock<mutex>& lk)：使用lk锁住该线程并阻塞，直到另一个线程唤醒它。
• wait_for(unique_lock<mutex>& lk, const chrono::duration<Rep, Period>& rel_time)：和wait()类似，但超过给定的相对时间后也能解除该线程阻塞。
• wait_until(unique_lock<mutex>& lk, const chrono::duration<Clock, Duration>& abs_time)：和wait()类似，但超过给定的绝对时间后解除该线程阻塞。

condition_variable_any类也支持上述方法，但它可接收任意实现了lock()和unlock()方法的锁。

需要注意的是，即使没有其他线程调用任何通知方法，线程也有可能会醒过来。因此当线程等待一个条件变量并醒过来后，需要检查它是否通过通知方法醒过来。

使用

条件变量可用于处理队列项的后台线程：在队列中插入要处理的项，后台线程等待队列中出现项，有的话让线程苏醒处理，没有就继续休眠。

假设有如下队列：

queue<string> m_queue;

需要确保在任何时候只有一个线程修改这个队列，可用互斥体实现这一点：

mutex m_mutex;

为了能在添加一项时通知后台线程，还需要一个条件变量：

condition_variable m_cond_var;

如果要往队列里添加一项，需要先获得互斥体上的锁，然后往队列中添加项，最后通知后台线程：

unique_lock lock(m_mutex);
m_queue.push("Thing");
m_cond_var.notify_all();

后台线程在一个无尽循环中等待通知，这里使用带有谓词的wait()，队列不空时才苏醒：

unique_lock lock(m_mutex);
while (true)
{
	m_cond_var.wait(lock, [this] {return !m_queue.empty(); });
	// 处理项......
	string item = m_queue.front();
}

需要确保代码中不会出现死锁。

参考资料

• C++20高级编程