C++条件变量

一、有什么用：

当需要死循环判断某个条件成立与否时【true or false】，我们往往需要开一个线程死循环来判断，这样非常消耗CPU。使用条件变量，可以让当前线程wait，释放CPU，如果条件改变时，我们再notify退出线程，再次进行判断。

二、其他解释

想要修改共享变量（即“条件”）的线程必须：
1. 获得一个std::mutex
2. 当持有锁的时候，执行修改动作
3. 对std::condition_variable执行notify_one或notify_all(当做notify动作时，不必持有锁)

即使共享变量是原子性的，它也必须在mutex的保护下被修改，这是为了能够将改动正确发布到正在等待的线程。

任意要等待std::condition_variable的线程必须：
1. 获取std::unique_lock<std::mutex>，这个mutex正是用来保护共享变量（即“条件”）的
2. 执行wait, wait_for或者wait_until. 这些等待动作原子性地释放mutex，并使得线程的执行暂停
3. 当获得条件变量的通知，或者超时，或者一个虚假的唤醒，那么线程就会被唤醒，并且获得mutex. 然后线程应该检查条件是否成立，如果是虚假唤醒，就继续等待。

【注： 所谓虚假唤醒，就是因为某种未知的罕见的原因，线程被从等待状态唤醒了，但其实共享变量（即条件）并未变为true。因此此时应继续等待】

 https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable

三、代码

std::deque<int> q;
std::mutex mu;
std::condition_variable cond;

void function_1() //生产者
{
    int count = 10;
    while (count > 0) 
    {
        std::unique_lock<std::mutex> locker(mu);
        q.push_front(count);
        locker.unlock();
        cond.notify_one();  // Notify one waiting thread, if there is one.
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        count--;
    }
}

void function_2() //消费者
{
    int data = 0;
    while (data != 1) 
    {
        std::unique_lock<std::mutex> locker(mu);
        while (q.empty())
            cond.wait(locker); // Unlock mu and wait to be notified
        data = q.back();
        q.pop_back();
        locker.unlock();
        std::cout << "t2 got a value from t1: " << data << std::endl;
    }
}
int main() 
{
    std::thread t1(function_1);
    std::thread t2(function_2);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

核心：

①、在消费者里判断队列是否为空后，如果不为空则wait，等待生产者发送notify信号

②、在生产者那里，如果生产了任务，则发送notify信号，告诉消费者可以试图退出wait，判断队列是否为空，如果有任务则调度处理任务，如果还是空则说明此次notify是错误的，可能是其他地方发出来干扰的，生产者继续wait。

③、流程：

软件开启，生成消费者线程消费队列，应该是一个while循环，在循环里获取锁，再来一个while循环判断条件，如果条件不成立则wait，wait会自动释放锁；

此时消费者已经没有锁了，在生产者线程里，获取锁，然后往里面加任务，退出作用域释放锁，然后notify告知消费者退出wait，消费者重新获取锁，然后从队列里取任务；

整个过程，生产者加任务时生产者持有锁，消费者取任务时消费者持有锁。

对于此处补充：https://www.cnblogs.com/judes/p/11132918.html