使用条件变量的基于精确计时器的处理实现

Question

我需要一个线程来准确地每秒执行一次处理。假设如果工作线程正忙于某些需要超过一秒的操作，我希望工作线程错过1s到期通知并在下一个周期执行处理。

我正在尝试使用两个线程来实现这一点。一个线程是工作线程，另一个线程休眠一秒并通过条件变量通知工作线程。

代码如下所示

工作线程

    while(!threadExit){
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
        // Block until a signal is received
        condVar_.wait(lock, [this](){return (threadExit || performProc);)});

        if(threadExit_){
            break;
        }

        // Perform the processing
        ..............
     }

定时器线程

    while(!threadExit)
    {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
            performProc= false;
        }

        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));

        if(threadExit){
            break;
        }

        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
            performProc= true;
        }
        condVar.notify_one();
    }

请注意，变量 threadExit 是由主线程在互斥锁下设置的，并通知给工作线程。计时器线程在唤醒时可以看到此标志（这对于我的实现来说应该没问题）

您认为在工作线程将其视为 true 之前 performProc 可能会再次设置为 false 吗？如果是，您能否说明如何解决这个问题？谢谢！

Answer 1

除非threadExit是atomic，否则代码会表现出未定义的行为（竞争条件）。对 threadExit 的所有访问都必须受到互斥锁的保护，因此还要读取 while(!threadExit) 和 if(threadExit)...。

但没有必要这样做。如果使用 sleep_until<，则可以在同一线程中运行所有内容/a> （和稳定的时钟）而不是 sleep_for。

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std::literals;

void do_work() {
    std::cout << "Work @ " << std::chrono::system_clock::now() << std::endl;
}

int main() {
    while (true) {
        auto t = ceil<std::chrono::seconds>(std::chrono::steady_clock::now() + 600ms);
        std::this_thread::sleep_until(t);
        do_work();
    }
}

输出：

Work @ 2022-03-04 09:56:51.0148904
Work @ 2022-03-04 09:56:52.0134687
Work @ 2022-03-04 09:56:53.0198704
Work @ 2022-03-04 09:56:54.0010437
Work @ 2022-03-04 09:56:55.0148975
. . .