关于C++中的条件变量

Question

我正在以下位置浏览条件变量文章

http://software.intel.com/en-us/blogs/2010/10/01/condition-variable-support-in-intel-threading-building-blocks/

Here we have following code as example

#include "tbb/compat/condition_variable"  
using namespace std;
condition_variable my_condition;
tbb::mutex my_mtx;
bool present = false;

void producer() {
        unique_lock<tbb::mutex> ul( my_mtx );
        present = true;
        my_condition.notify_one();
}

void consumer() {
        while( !present ) {
            unique_lock<tbb::mutex> ul( my_mtx );
            my_condition.wait( ul );
        }
}

我的理解是我们使用条件变量来等待事件。我有以下问题

1. 为什么我们在使用条件时在这里使用互斥体 多变的？
2. 在 while 循环中的 Consumer() 函数中，我们采用互斥体和 等待条件，生产者函数如何锁定互斥体 如果消费者已经接受了它，它如何通知它，这不是死锁吗？
3. unique_lock 与scoped_lock 有何不同？

感谢您帮助澄清我的问题。

Answer 1

为什么我们在使用条件变量时在这里使用互斥锁？

条件变量的基础知识需要锁才能正常工作。
只有具有锁的线程才应该尝试更改条件变量的状态（即通过调用条件变量函数之一（这也是为了保护您真正正在处理的对象））。

在while循环中的consumer()函数中，我们正在获取互斥锁并等待条件，如果消费者已经获取了它，生产者函数如何锁定互斥锁

当您对条件变量调用wait()时，线程将进入睡眠状态并释放互斥锁。当线程被唤醒时，它必须在函数 wait() 返回到用户代码之前重新获取锁。

它如何通知它不是死锁？

它不会死锁，因为 wait() 在使线程休眠之前释放锁。

unique_lock 与scoped_lock 有何不同？

在这种情况下没有。但如果您有任何具体的实现，请指定实现，我们可以更详细地讨论它。

Answer 2

它应该是（为了清楚起见）：

void producer() {
        unique_lock<tbb::mutex> ul( my_mtx ); // protect present
        present = true;
        my_condition.notify_one();
}

void consumer() {
        unique_lock<tbb::mutex> ul( my_mtx );   // protect preset
        while( !present ) {
            my_condition.wait( ul );
        }
}

来自： http://www.boost.org/doc/libs/1_46_0/doc/html/thread/synchronization.html#thread.synchronization.condvar_ref.condition_variable.wait
这非常相似。

void wait(boost::unique_lock&lock)

前提条件：
lock被当前线程锁定，并且要么没有其他线程
当前正在等待 *this 或 mutex() 成员的执行
调用 wait 或时提供的锁定对象上的函数
当前正在等待的所有线程中的 timed_wait *这将返回
与此调用等待的 lock->mutex() 具有相同的值。

效果：
以原子方式调用 lock.unlock() 并阻止当前线程。这
当调用 this->notify_one() 或通知时，线程将解除阻塞
this->notify_all()，或者是虚假的。当线程被解除阻塞时（对于
无论什么原因），通过调用 lock.lock() 重新获取锁
在 wait 调用返回之前。锁也被重新获取
如果函数因异常退出，则调用 lock.lock()。

后置条件：
lock 被当前线程锁定。

Answer 3

互斥体用于互斥（以便生产者和消费者在没有锁定的情况下不会改变全局状态），条件变量用于强加一些排序。

Answer 4

1. 互斥体用于保护条件变量，
2. 当您调用 my_condition.wait() 时，互斥体会自动解锁，当 my_conditioin.wait() 返回时，它会解锁互斥体，然后您可以在 while(!present) 中测试条件。也就是说，如果 wait() 由于另一个线程更快而无法锁定互斥锁，它将被阻塞。一旦更快的线程完成，此 wait() 返回并锁定互斥体，但条件可能变为 false，然后线程再次等待。因此，正如第一个答案所述，互斥锁用于保护条件变量。