下面是一个生产者消费者问题，来介绍condition_variable的用法。当线程间的共享数据发生变化的时候，可以通过condition_variable来通知其他的线程。消费者wait 直到生产者通知其状态发生改变，Condition_variable是使用方法如下：

·当持有锁之后，线程调用wait

·wait解开持有的互斥锁(mutex)，阻塞本线程，并将自己加入到唤醒队列中

·当收到通知（notification），该线程从阻塞中恢复，并加入互斥锁队列（mutex queue）

 线程被唤醒之后继续持有锁运行。

 

Condition variable有两种类型：condition_variable 和 condition_variable_any，前一种效率更高，但是使用不够灵活，只支持std::unique_lock<std::mutex>类型的互斥锁；后一种比较灵活，支持所有类型的锁，但是效率稍微低一些。

有一点需要注意的是使用condition variable进行通信的线程，condition variable 需要使用相同的互斥信号量（mutex）。

下面来看例子：（当按下回车键之后停止）

#include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include 
         
          #include 
          
           using namespace std;int main(){ mutex lockBuffer; //申明互斥信号量 volatile bool ArretDemande = false; //使生产、消费过程的结束 queue
           
             buffer; condition_variable_any cndNotifierConsommateurs;//condition variable condition_variable_any cndNotifierProducteur; thread ThreadProducteur([&]()//生产者线程 { std::atomic
            
              interlock;//对interlock的操作将是原子的 interlock=1; while(true) { std::this_thread::sleep_for (chrono::milliseconds (15)); long element=interlock.fetch_add (1);//【1】 lockBuffer.lock (); while(buffer.size()==10 && ArretDemande ==false) { cndNotifierProducteur.wait (lockBuffer);//【2】 } if (ArretDemande==true) { lockBuffer.unlock (); cndNotifierConsommateurs.notify_one ();//【3】 break; } buffer.push(element); cout << "Production unlement :" << element << " size :" << buffer.size() << endl; lockBuffer.unlock (); cndNotifierConsommateurs.notify_one (); } } ); thread ThreadConsommateur([&]() { while(true) { lockBuffer.lock (); while(buffer.empty () && ArretDemande==false) { cndNotifierConsommateurs.wait(lockBuffer); } if (ArretDemande==true && buffer.empty ()) { lockBuffer.unlock(); cndNotifierProducteur.notify_one (); break; } long element=buffer.front(); buffer.pop (); cout << "Consommation element :" << element << " size :" << buffer.size() << endl; lockBuffer.unlock (); cndNotifierProducteur.notify_one (); } } ); std::cout << "Pour arreter pressez [ENTREZ]" << std::endl; getchar(); std::cout << "Arret demande" << endl ArretDemande=true; ThreadProducteur.join(); ThreadConsommateur.join(); cout<<"Main Thread"<
            
           
          
         
        
       
      
     

 

运行结果：

对程序进行一下说明，程序中有三个线程，主线程、生产者线程、消费者线程，三个线程之间乱序执行，通过一些全局变量来控制他们的执行顺序。主线程的作用是控制生产消费过程是否结束，当程序运行之后，主线程通过getchar()接收一个输入，接收到输入后会将ArretDemande设置为true，另外两个线程会终止。生产者线程将生产出来的数据放在一个queue类型的buffer中，并解锁，通知消费之线程，buffer中最多“能”存10个数据，如果buffer中已经有10个数据还没有被取走，则会通知消费者线程“消费”，如果ArretDmande被置位，则打开锁，并通知消费之线程。消费者线程主要是将buffer中的数据取出来，当buffer为空的时候阻塞自己，并通知生产者线程，当ArretDemande被置位，且已经消费完产品则解锁，并通知生产者线程。需要注意的是需要通信的生产者和消费者这两个线程通过condition variable来实现通信，必须操作同一个mutex，这里是lockbuffer，并且每次Notify都会打开当前锁。

程序中对interlock进行的操作是原子的，interlock.fet_add(N),效果是将interlock加N，然后返回interlock在加N之前的值，atomic类型是通过一定的内存顺序规则来实现这个过程的。

虽然conditon_variable 只能支持std::unique_lock<std::mutex>类型的互斥锁,但是在大部分情况下已经够用，而且使用std::unique_lock<std::mutex>会比较简单，因为std::unique_lock<std::mutex>在声明的时候就会初始化，在生命周期结束之后就会自动解锁，因此我们不用太花精力来考虑什么时候解锁。我们来看看下面这段程序：

#include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include 
         
          #include 
          
            int main(){ std::queue
           
             produced_nums; std::mutex m;; std::condition_variable cond_var; bool done = false; bool notified = false; std::thread producer([&]() { for ( int i = 0; i < 5; ++i) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono:: seconds(1)); std:: unique_lock
            
              lock(m); //May lock mutex after construction, unlock before destruction. std::cout << "producing " << i << '\n' ; produced_nums.push(i); notified = true; 　　　　　　 cond_var.notify_one(); } done = true; cond_var.notify_one(); }); //cond_var.notify_one(); std::thread consumer([&]() { while (!done) { std:: unique_lock
             
               lock(m); while (!notified) { // loop to avoid spurious wakeups cond_var.wait(lock); } while (!produced_nums.empty()) { std::cout << "consuming " << produced_nums.front() << '\n'; produced_nums.pop(); } notified = false; } }); producer.join(); consumer.join(); return 0;}
             
            
           
          
         
        
       
      
     

 运行结果：

C:\Windows\system32\cmd.exe /c producer_consumer.exe

producing 0

consuming 0

producing 1

consuming 1

producing 2

consuming 2

producing 3

consuming 3

producing 4

consuming 4

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更新：2012年8月4日16:53:25