C++并发之条件变量(std::condition_variable)

2024-06-15 19:04
文章标签 c++ 条件 并发 变量 std variable condition

本文主要是介绍C++并发之条件变量(std::condition_variable)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

  • 1 概述
  • 2 使用实例
  • 3 接口使用
    • 3.1 wait
    • 3.2 wait_for
    • 3.3 wait_until
    • 3.4 notify_one
    • 3.5 notiry_all
    • 3.5 notify_all_at_thread_exit

1 概述

  条件变量是一个能够阻塞调用线程直到被通知恢复的对象。
  当调用其中一个等待函数时，它使用unique_lock(通过互斥锁)来锁定线程。线程保持阻塞状态，直到被另一个调用同一condition_variable对象上的通知函数的线程唤醒。
  条件变量类型的对象总是使用unique_lock来等待.
其类图如下:
类图

2 使用实例

struct Function4NotiryAll
{bool is_ready = false;std::mutex mutex;std::condition_variable cv;int counter = 0;void print_id(int id){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(!is_ready)cv.wait(lock);std::cerr << "id:" << id << std::endl;counter++;}void go(){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);is_ready = true;cv.notify_all();}
};void ConditionVariableSuite::notiry_all()
{std::thread threads[10];Function4NotiryAll function;for(int i = 0; i < 10; ++i)threads[i] = std::thread(&Function4NotiryAll::print_id, std::ref(function), i);function.go();for(auto & thread : threads)thread.join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)
}

3 接口使用

3.1 wait

struct Function4Wait
{volatile int cargo = 0;int counter = 0;std::mutex mutex;std::condition_variable cv;inline bool have_cargo() { return cargo != 0; }inline void consume_cargo() { cargo = 0; }void consume(int n){for(int i = 0; i < n; i++){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(!have_cargo())cv.wait(lock);std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;counter++;consume_cargo();}}void consume_with_predicate(int n){for(int i = 0; i < n; i++){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);cv.wait(lock, std::bind(&Function4Wait::have_cargo, this));std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;counter++;consume_cargo();}}inline void product(int n){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);cargo = n;cv.notify_one();}
};void ConditionVariableSuite::wait()
{Function4Wait function;  std::thread thread[2];int n = 10;thread[0] = std::thread(&Function4Wait::consume, std::ref(function), 10);for(int i = 0; i < n; i++){while(function.have_cargo())std::this_thread::yield();function.product(i + 1);}thread[0].join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)function.counter = 0;thread[1] = std::thread(&Function4Wait::consume_with_predicate, std::ref(function), 10);for(int i = 0; i < n; i++){while(function.have_cargo())std::this_thread::yield();function.product(i + 1);}thread[1].join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)
}

3.2 wait_for

struct Function4WaitFor
{volatile int cargo = 0;int counter = 0;std::mutex mutex;std::condition_variable cv;inline bool have_cargo() { return cargo != 0; }inline void consume_cargo() { cargo = 0; }void consume(int n){for(int i = 0; i < n; i++){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(!have_cargo() && cv.wait_for(lock, std::chrono::seconds(1)) == std::cv_status::timeout);std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;counter++;consume_cargo();}}void consume_with_predicate(int n){for(int i = 0; i < n; i++){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(!cv.wait_for(lock, std::chrono::seconds(1), std::bind(&Function4WaitFor::have_cargo, this)));std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;counter++;consume_cargo();}}inline void product(int n){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);cargo = n;cv.notify_one();}
};void ConditionVariableSuite::wait_for()
{Function4WaitFor function;  std::thread thread[2];int n = 10;thread[0] = std::thread(&Function4WaitFor::consume, std::ref(function), 10);for(int i = 0; i < n; i++){while(function.have_cargo())std::this_thread::yield();function.product(i + 1);}thread[0].join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)function.counter = 0;thread[1] = std::thread(&Function4WaitFor::consume_with_predicate, std::ref(function), 10);for(int i = 0; i < n; i++){while(function.have_cargo())std::this_thread::yield();function.product(i + 1);}thread[1].join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)
}

3.3 wait_until

struct Function4WaitUntil
{volatile int cargo = 0;int counter = 0;std::mutex mutex;std::condition_variable cv;inline bool have_cargo() { return cargo != 0; }inline void consume_cargo() { cargo = 0; }void consume(int n){for(int i = 0; i < n; i++){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> timePoint = std::chrono::system_clock::now() + std::chrono::seconds(1);while(!have_cargo() && cv.wait_until(lock, timePoint) == std::cv_status::timeout);std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;counter++;consume_cargo();}}void consume_with_predicate(int n){for(int i = 0; i < n; i++){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> timePoint = std::chrono::system_clock::now() + std::chrono::seconds(1);while(!cv.wait_until(lock, timePoint, std::bind(&Function4WaitUntil::have_cargo, this)));std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;counter++;consume_cargo();}}inline void product(int n){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);cargo = n;cv.notify_one();}
};void ConditionVariableSuite::wait_until()
{Function4WaitUntil function;  std::thread thread[2];int n = 10;thread[0] = std::thread(&Function4WaitUntil::consume, std::ref(function), 10);for(int i = 0; i < n; i++){while(function.have_cargo())std::this_thread::yield();function.product(i + 1);}thread[0].join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)function.counter = 0;thread[1] = std::thread(&Function4WaitUntil::consume_with_predicate, std::ref(function), 10);for(int i = 0; i < n; i++){while(function.have_cargo())std::this_thread::yield();function.product(i + 1);}thread[1].join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)
}

3.4 notify_one

struct Function4NotityOne
{int cargo = 0;int counter = 0;std::mutex mutex;std::condition_variable produce;std::condition_variable consume;void consumer(){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(cargo == 0)consume.wait(lock);std::cerr << "cargo: " << cargo << std::endl;cargo = 0;counter++;produce.notify_one();}void producer(int id){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(cargo != 0)produce.wait(lock);cargo = id;consume.notify_one();}
};
void ConditionVariableSuite::notify_one()
{std::thread consumers[10];std::thread producers[10];Function4NotityOne function;for(int i = 0; i < 10; ++i){consumers[i] = std::thread(&Function4NotityOne::consumer, std::ref(function));producers[i] = std::thread(&Function4NotityOne::producer, std::ref(function), i + 1);}for(int i = 0; i < 10; ++i){consumers[i].join();producers[i].join();}TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)
}

3.5 notiry_all

struct Function4NotiryAll
{bool is_ready = false;std::mutex mutex;std::condition_variable cv;int counter = 0;void print_id(int id){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);while(!is_ready)cv.wait(lock);std::cerr << "id:" << id << std::endl;counter++;}void go(){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);is_ready = true;cv.notify_all();}void allgo(){std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);is_ready = true;std::notify_all_at_thread_exit(cv, std::move(lock));}
};void ConditionVariableSuite::notiry_all()
{std::thread threads[10];Function4NotiryAll function;for(int i = 0; i < 10; ++i)threads[i] = std::thread(&Function4NotiryAll::print_id, std::ref(function), i);function.go();for(auto & thread : threads)thread.join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)
}

3.5 notify_all_at_thread_exit

void ConditionVariableSuite::notify_all_at_thread_exit()
{std::thread threads[10];Function4NotiryAll function;for(int i = 0; i < 10; ++i)threads[i] = std::thread(&Function4NotiryAll::print_id, std::ref(function), i);std::thread(&Function4NotiryAll::allgo, std::ref(function)).detach();for(auto & thread : threads)thread.join();TEST_ASSERT_EQUALS(true, function.counter == 10)   
}

说明:

  • notify_all_at_thread_exit 只能在线程中调用，在进程中调用将不起作用。

这篇关于C++并发之条件变量(std::condition_variable)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1064310。

相关文章

Oracle Expdp按条件导出指定表数据的方法实例

Oracle Expdp按条件导出指定表数据的方法实例

《OracleExpdp按条件导出指定表数据的方法实例》：本文主要介绍Oracle的expdp数据泵方式导出特定机构和时间范围的数据,并通过parfile文件进行条件限制和配置,文中通过代码介绍... 目录1.场景描述 2.方案分析3.实验验证 3.1 parfile文件3.2 expdp命令导出4.总结
阅读更多...
在 VSCode 中配置 C++ 开发环境的详细教程

在 VSCode 中配置 C++ 开发环境的详细教程

《在VSCode中配置C++开发环境的详细教程》本文详细介绍了如何在VisualStudioCode（VSCode）中配置C++开发环境,包括安装必要的工具、配置编译器、设置调试环境等步骤,通... 目录如何在 VSCode 中配置 C++ 开发环境：详细教程1. 什么是 VSCode？2. 安装 VSCo
阅读更多...
java如何调用kettle设置变量和参数

java如何调用kettle设置变量和参数

《java如何调用kettle设置变量和参数》文章简要介绍了如何在Java中调用Kettle,并重点讨论了变量和参数的区别,以及在Java代码中如何正确设置和使用这些变量,避免覆盖Kettle中已设置... 目录Java调用kettle设置变量和参数java代码中变量会覆盖kettle里面设置的变量总结ja
阅读更多...
Perl 特殊变量详解

Perl 特殊变量详解

《Perl特殊变量详解》Perl语言中包含了许多特殊变量,这些变量在Perl程序的执行过程中扮演着重要的角色,：本文主要介绍Perl特殊变量,需要的朋友可以参考下... perl 特殊变量Perl 语言中包含了许多特殊变量，这些变量在 Perl 程序的执行过程中扮演着重要的角色。特殊变量通常用于存储程序的
阅读更多...
Python按条件批量删除TXT文件行工具

Python按条件批量删除TXT文件行工具

《Python按条件批量删除TXT文件行工具》这篇文章主要为大家详细介绍了Python如何实现按条件批量删除TXT文件中行的工具,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录1.简介2.运行效果3.相关源码1.简介一个由python编写android的可根据TXT文件按条件批
阅读更多...
C++11的函数包装器std::function使用示例

C++11的函数包装器std::function使用示例

《C++11的函数包装器std::function使用示例》C++11引入的std::function是最常用的函数包装器,它可以存储任何可调用对象并提供统一的调用接口,以下是关于函数包装器的详细讲解... 目录一、std::function 的基本用法1. 基本语法二、如何使用 std::function
阅读更多...
【C++ Primer Plus习题】13.4

【C++ Primer Plus习题】13.4

大家好,这里是国中之林! ❥前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下给大家。点击跳转到网站。有兴趣的可以点点进去看看← 问题: 解答: main.cpp #include <iostream>#include "port.h"int main() {Port p1;Port p2("Abc", "Bcc", 30);std::cout <<
阅读更多...
C++包装器

C++包装器

包装器 在 C++ 中，“包装器”通常指的是一种设计模式或编程技巧，用于封装其他代码或对象，使其更易于使用、管理或扩展。包装器的概念在编程中非常普遍，可以用于函数、类、库等多个方面。下面是几个常见的 “包装器” 类型： 1. 函数包装器 函数包装器用于封装一个或多个函数，使其接口更统一或更便于调用。例如，std::function 是一个通用的函数包装器，它可以存储任意可调用对象（函数、函数
阅读更多...
变量与命名

变量与命名

引言         在前两个课时中，我们已经了解了 Python 程序的基本结构，学习了如何正确地使用缩进来组织代码，并且知道了注释的重要性。现在我们将进一步深入到 Python 编程的核心——变量与命名。变量是我们存储数据的主要方式，而合理的命名则有助于提高代码的可读性和可维护性。 变量的概念与使用         在 Python 中，变量是一种用来存储数据值的标识符。创建变量很简单，
阅读更多...
C++11第三弹：lambda表达式 | 新的类功能 | 模板的可变参数

C++11第三弹：lambda表达式 | 新的类功能 | 模板的可变参数

🌈个人主页： 南桥几晴秋 🌈C++专栏： 南桥谈C++ 🌈C语言专栏： C语言学习系列 🌈Linux学习专栏： 南桥谈Linux 🌈数据结构学习专栏： 数据结构杂谈 🌈数据库学习专栏： 南桥谈MySQL 🌈Qt学习专栏： 南桥谈Qt 🌈菜鸡代码练习： 练习随想记录 🌈git学习： 南桥谈Git 🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈�
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2