std::unique_lock和std::condition_variable如何工作

Question

我需要弄清楚lock和condition_variable是如何工作的。

在这里略有修改的cplusplusreference代码中

std::mutex m;
std::condition_variable cv;
std::string data;
bool ready = false;
bool processed = false;

void worker_thread()
{
    // Wait until main() sends data
    std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
    cv.wait(lk, []{return ready;});

    // after the wait, we own the lock.
    std::cout << "Worker thread is processing data\n";
    data += " after processing";

    // Send data back to main()
    processed = true;
    std::cout << "Worker thread signals data processing completed\n";

    // Manual unlocking is done before notifying, to avoid waking up
    // the waiting thread only to block again (see notify_one for details)
    lk.unlock();
    cv.notify_one();
}

int main()
{
    std::thread worker(worker_thread);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

    data = "Example data";
    // send data to the worker thread
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lk(m);
        ready = true;
        std::cout << "main() signals data ready for processing\n";
    }
    cv.notify_one();

    // wait for the worker
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
        cv.wait(lk, []{return processed;});
    }
    std::cout << "Back in main(), data = " << data << '\n';

    worker.join();
}

我感到困惑的是，如果worker_thread已经锁定了互斥体，主线程如何锁定它。

std::unique_lock<std::mutex> lk(m, std::defer_lock);

我不明白为什么在这种情况下会出现“运行时错误”。

Answer 1

我将尝试添加更多的解释，说明为什么条件变量需要锁。

您必须有一个锁，因为您的代码需要检查条件谓词是否为真。谓词是某个值或值的组合，必须为true才能继续。它可以是一个为NULL的指针，或者指向一个已完成的数据结构，可以使用。

在等待之前，您必须锁定它并检查谓词，因为当您开始等待条件时，另一个线程可能已经设置了它。