条件变量为什么要和互斥量一起使用？

一个简单的使用条件变量的场景：主线程从stdin读取一个字符串，然后由echo线程打印这个字符串，正确的代码是这样的：

#include <iostream>
#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <string>
#include <stdio.h>

static std::condition_variable cv;
static std::mutex m;
static bool ready = false;
static std::string s;

static void echoWorker()
{
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
    while (!ready)
    {
        cv.wait(lock);
    }
    std::cout << "echo string: " << s << std::endl;
}

int main()
{
    const int BUF_LEN = 20;
    std::thread t([](){ echoWorker(); });

    char buffer[BUF_LEN];
    fgets(buffer, BUF_LEN, stdin);

    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        s = buffer;
        ready = true;
        std::cout << "string ready" << std::endl;
    }
    cv.notify_one();

    t.join();
    return 0;
}

主线程为什么要使用锁来保护s和ready？网上很多文章和帖子都说是为了防止cv.notify_one()的“唤醒丢失”，我觉得这表述有些含糊不清。请看下面这种执行时序：

在这里插入图片描述

主线程的任务都执行结束后，才开始执行echo线程的任务。在这种情况下，主线程的cv.notify_one()调用没有唤醒任何线程，可以说是“唤醒丢失”了，但是echo线程依然能够完成应做的工作。所以说“唤醒丢失”并不是出bug的充要条件。notify_one只要比wait执行得早，就会“唤醒丢失”，这“唤醒丢失”如果发生在!ready判断前的话就并不是问题。

那么互斥量究竟起到了什么作用呢？我认为互斥量起到的作用是将!ready判断和cv.wait()操作这两项工作原子化了，假如echo线程在运行!ready和cv.wait()中间被主线程插了一脚，把ready置true，同时执行了cv.notify_one()，那echo线程就会永远等下去了，这就出bug了。所以我们要把ready变量保护起来，让主线程插不进这一脚，我觉得这才是互斥量的真正作用。

来源：CSDN

作者：imred

链接：https://blog.csdn.net/imred/article/details/103811929

标签

线程

static

ready

echo