
【計】 condition variable; conditional variable
在計算機科學中,條件變量(Condition Variable)是一種多線程編程中的同步機制,用于協調線程之間的執行順序。其核心功能是允許線程在特定條件不滿足時主動釋放資源并進入等待狀态,當其他線程修改條件後,再通過信號機制喚醒等待的線程。以下是其關鍵解析:
定義與核心機制
條件變量通常與互斥鎖(Mutex)配合使用。線程通過檢查共享變量的狀态決定是否繼續執行。若條件不滿足,線程調用wait
釋放鎖并阻塞自身;當其他線程修改條件後,調用notify_one
或notify_all
喚醒等待線程(C++标準庫文檔)。
應用場景
典型場景包括生産者-消費者模型、任務隊列調度和資源池管理。例如,當消費者線程發現緩沖區為空時,通過條件變量挂起,直到生産者填充數據後發出通知(《操作系統:三大部分》第9章)。
與互斥鎖的關聯
條件變量本身不保存狀态信息,需依賴外部共享變量。互斥鎖用于保護共享變量的原子訪問,而條件變量負責在狀态變化時觸發線程調度(GeeksforGeeks線程同步教程)。
示例與語法
在C++中,條件變量的标準實現為std::condition_variable
,基本操作包括:
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;
// 等待線程
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, []{ return ready; });
// 通知線程
ready = true;
cv.notify_one;
該代碼展示了線程等待條件ready
為真後被喚醒的過程(Microsoft C++多線程指南)。
條件變量(Condition Variable)是多線程編程中的核心同步機制,用于協調線程間的執行順序。其核心功能是允許線程在特定條件不滿足時主動進入休眠,并在條件滿足後被喚醒,從而避免忙等待(busy-waiting)的資源浪費。
wait()
釋放互斥鎖并進入阻塞狀态。signal()
或broadcast()
喚醒等待線程。signal()
:喚醒單個等待線程broadcast()
:喚醒所有等待線程mutex.lock();
while (condition_not_met) {
cond_var.wait(mutex);
}
// 執行條件滿足後的操作
mutex.unlock();
該機制顯著提升了多線程程式的效率和正确性,是構建高性能并發系統的基礎組件。
財産追索權綢緞呢絨類貨品船漏警器處分權利醋生膜菌打印數據複利公式概括根毛果膠過濾葉片支架荷電粒子活化分析獎勵制降壓加特内氏囊腫軍管可安裝性空礦層難管教的兒童腦皮質剝除術歐洲赤松油嵌套分程式确認訂單人造玉石山區視覺幻覺症獸形畸形絲絨特性幅射條件符號