C++11多线程:condition_variable、wait()、notify_one()、notify_all()的使用。

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前言

C++11多线程,wait()和notify()的使用。


一、基本概念

1.1 std::condition_variable

private:
	std::condition_variable my_cond;	//生成一个条件变量对象
  • 条件变量std::condition_variable、wait()、notify_one():只能通知一个outMsgRecvQueue线程。
  • std::condition_variable实际上是一个,是一个和条件相关的一个类,说白了就是等待一个条件达成。
  • 这个类需要和互斥量来配合工作,用的时候我们要生成这个类的对象;

1.2 wait()函数

1.2.1 wait()带第二个参数

wait()用来等一个东西,运行到这一行代码会进行判断。

//这里wait()是带第二个参数的。
	my_cond.wait(sbguard1, [this] {
    
    	//一个lambda就是一个可调用对象(函数)
				if (!msgRecvQueue.empty())
					return true;
				return false;
			});
			

msgRecvQueue.empty(),是用来判断队列是否为空,自己写的函数,可参考章节二代码实例

  1. 如果第二个参数lambda表达式返回值是true,那wait()直接返回,不堵塞。
  2. 如果第二个参数lambda表达式返回值是false,那么wait()将解锁互斥量,并堵塞到本行,

那堵塞到什么时候为止呢?
答:堵塞到其他某个线程调用notify_one()或notify_all()成员函数为止

1.2.2 wait()不带第二个参数

my_cond.wait(sbguard1)

那么就跟第二个参数lambda表达式返回false效果一样
wait()将解锁互斥量,并堵塞到本行,堵塞到其他某个线程调用notify_one()成员函数为止;

1.2.3 当其他线程用notify_one()或notify_all()

会将本wait(原来是睡着/堵塞)的状态唤醒后,wait就开始恢复干活了,恢复后wait干什么活?
a)wait()不断的尝试重新获取互斥量锁,如果获取不到,那么流程就卡在wait这里等着获取,如果获取到了锁(等于加了锁),那么wait就继续执行b
b)有以下三个如果
b.1)如果wait有第二个参数(lambda),就判断这个lambda表达式,如果lambda表达式为false,那么wait又对互斥量解锁,然后又休眠在这里等待再次被notify_one唤醒
b.2)如果lambda表达式为true,则wait返回,流程走下来(此时互斥锁被锁着)。
b.3)如果wait没有第二个参数,则wait返回,流程走下来。

1.3 notify函数

//my_cond.notify_one();
my_cond.notify_all();

notify_one():只能通知一个指定的线程。
notify_all():通知所有线程。

二、代码实例

#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
#include <SDKDDKVer.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <string>
#include <thread>
#include <list>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

class A
{
    
    
public:
	//把收到的消息(玩家命令)入到一个队列的线程
	void inMsgRecvQueue()	//unlock()
	{
    
    
		for (int i = 0; i < 100000; ++i)
		{
    
    
			std::unique_lock<std::mutex> sbguard1(my_mutex1);
			cout << "inMsgRecvQueue()执行,插入一个元素" << i << endl;
			msgRecvQueue.push_back(i);
			//假设这个数字i就是我收到的命令,我直接弄到消息队列里边来;

			//假如outMsgRecvQueue()正在处理一个事务,需要一段时间,而不是正卡在wait()那里等待你唤醒,那么此时这个notify_one()这个调用也许就没效果;
			//my_cond.notify_one();
			//我们尝试把wait()的线程唤醒,执行完这行,那么outMsgRecvQueue()里边的wait就会被唤醒
			//唤醒之后的事情后续研究;
			my_cond.notify_all();
			//......
			//其他处理代码;
		}
		return;
	}
	//把数据从消息队列中取出的线程:
	void outMsgRecvQueue()
	{
    
    
		int command = 0;
		while (true)
		{
    
    
			std::unique_lock<std::mutex> sbguard1(my_mutex1);

				my_cond.wait(sbguard1, [this] {
    
    	//一个lambda就是一个可调用对象(函数)
				if (!msgRecvQueue.empty())
					return true;
				return false;
			});

			//流程只要能走到这里来,这个互斥锁一定是锁着的。
			//一会再写其他的...
			command = msgRecvQueue.front();	//返回第一个元素,但不检查元素是否存在;
			msgRecvQueue.pop_front();	//移除第一个元素,但不返回;
			cout << "outMsgRecvQueue()执行,取出一个元素: " << command << "threadid = " << std::this_thread::get_id() << endl;
			sbguard1.unlock();	//因为unique_lock的灵活性,所以我们可以随时的unlock解锁,以免锁住太长时间

			//执行一些其他的动作,帮助玩家抽卡,抽卡需要100毫秒的处理时间;
			//...
			//执行100毫秒
			//

		}  //end while
	}

private:
	std::list<int> msgRecvQueue;	//容器,专门用于代表玩家给咱们发送过来的命令。
	std::mutex my_mutex1;	//创建一个互斥量(一把锁头)
	std::condition_variable my_cond;	//生成一个条件变量对象
};

int main()
{
    
    
	A myobja;
	std::thread myOutnMsgObj(&A::outMsgRecvQueue, &myobja);	//第二个参数 引用,才能保证线程里 用的是同一个对象
	std::thread myOutnMsgObj2(&A::outMsgRecvQueue, &myobja);
	std::thread myInMsgObj(&A::inMsgRecvQueue, &myobja);

	myInMsgObj.join();
	myOutnMsgObj.join();
	myOutnMsgObj2.join();

	return 0;
}


总结

(1)了解wait()的使用(对锁 的影响),以及第二参数有无的区别;
(2)condition_variable、wait()、notify_one()或notify_all()如何配合工作。
(3)理解如何处理线程之间的交互联系?

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