C++ wait/notify机制

久未见 提交于 2020-02-28 14:12:51

    1,考虑如下Reader/Writer情景:

        有一个共享FIFO,写线程往FIFO里面写数据,读线程从FIFO里面读取数据。

        站在读者的角度,如果FIFO为空,读者有两种选择:一种是轮询FIFO,直到FIFO不空,读取数据。这种轮询的方式会占满CPU,浪费计算资源;另外一种是读者wait在某个等待队列上,主动放弃CPU资源,等待写者写入FIFO后,再唤醒等待在这个队列上的读者。这就是wait/notify机制。

        C++的wait/notify实现需要信号量mutex和条件变量condition_variable共同实现。

    2,C++中wait/notify实现示例:

        std::mutex mMutex;

        std::condition_variable<std::mutex> mCondVar;

        写者线程(往mMsgQueue中写入message):

      {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mMutex);

        mMsgQueue.push_back(message);
        mCondVar.notify_all();
      }
 

        读者线程(从mMsgQueue中读取message):

      {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mMutex);
    
        mCondVar.wait(lock, [this] {return !this->mMsgQueue.empty();});
        msg = mMsgQueue.front();
        mMsgQueue.pop_front();
        mCondVar.notify_all();
      }

    其中,mMutex用来保护mMsgQueue共享资源互斥访问。mCondVar.wait()用作条件等待,当条件不满足时(即,条件变量返回false),wait方法将当前线程挂起在mCondVar等待队列上,unlock mMutex锁,唤醒等待在mCondVar等待队列上的其他线程,从而使得其他线程有机会运行。当条件满足时(即,条件变量返回true),wait方法不去休眠,在mMutex的保护下继续运行。mCondVar.notify_all()方法用于唤醒所有等待在mCondVar等待队列上的线程,如果时写线程运行完毕,则需要唤醒读线程去读取;如果是读线程读取完毕,则需要唤醒写线程写入。

    当然,c++11还提供了 notify_one()接口,用于唤醒在等待队列上的某一个线程,提供这个方法的目的是为了避免在某些情况下引起的惊群效应。

    

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