条件变量需与互斥锁配合使用，实现线程间同步。通过wait()等待条件满足，notify_one()/notify_all()唤醒线程，避免轮询。常用场景如生产者-消费者模型，需注意虚假唤醒和退出逻辑处理。
在C++多线程编程中，条件变量（std::condition_variable）是一种重要的同步机制，用于在线程之间协调执行顺序。它通常与互斥锁（std::mutex）配合使用，实现“等待某个条件成立”的逻辑，避免轮询带来的资源浪费。
条件变量的基本原理
std::condition_variable本身不存储状态，它只是一个通知机制。一个或多个线程可以等待该条件变量被“通知”（notify），而另一个线程在满足特定条件时发出通知，唤醒等待的线程。
关键点：
- 必须配合
std::unique_lock<:mutex>使用 - 等待操作会自动释放锁，并在被唤醒后重新获取锁
- 使用
wait()、wait_for()或wait_until()进行阻塞等待 - 通过
notify_one()或notify_all()唤醒等待线程
基本用法示例：生产者-消费者模型
下面是一个典型的生产者-消费者例子，展示如何使用条件变量安全地共享队列：
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#include iostream>#include
#include
#include
#include
std::queue
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool finished = false;
void producer() {
for (int i = 0; i {
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
data_queue.push(i);
}
cv.notify_one(); // 通知一个消费者
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}
{
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
finished = true;
}
cv.notify_all(); // 唤醒所有等待线程
}
void consumer() {
while (true) {
std::unique_lock<:mutex> lock(mtx);
// 条件等待：队列非空 或 生产结束
cv.wait(lock, []{ return !data_queue.empty() || finished; });
if (finished && data_queue.empty()) break;
if (!data_queue.empty()) {
int value = data_queue.front();
data_queue.pop();
std::cout }
lock.unlock();
}
}
int main() {
std::thread p(producer);
std::thread c1(consumer);
std::thread c2(consumer);
p.join();
c1.join();
c2.join();
return 0;
}
wait 的正确使用方式
直接调用wait()容易出错，推荐使用带谓词的版本或循环检查条件：
-
带谓词的 wait：
cv.wait(lock, predicate)自动处理虚假唤醒 - 手动循环检查：确保条件真正满足后再继续执行
例如：
cv.wait(lock, [] { return !data_queue.empty(); });等价于：
while (data_queue.empty()) {cv.wait(lock);
}
超时等待与 notify 区别
wait_for 和 wait_until 支持超时机制，适用于需要限时等待的场景：
// 在2秒内被唤醒且条件满足
} else {
// 超时或条件仍不满足
}
notify_one() 唤醒一个等待线程，适合一对一通信；notify_all() 唤醒所有等待线程，适合广播场景，但可能引起“惊群效应”。
基本上就这些。掌握条件变量的核心是理解“等待-通知”模式，配合互斥锁保护共享数据，避免竞争条件。实际使用中注意处理虚假唤醒和线程退出逻辑，就能写出稳定高效的并发代码。
