为什么condition_variable正在等待生产者 - 消费者的锁定？C++

Question

请参阅以下经典生产者 - 消费者代码:

int main()
{
    std::queue<int> produced_nums;
    std::mutex m;
    std::condition_variable cond_var;
    bool done = false;
    bool notified = false;

    std::thread producer([&]() {
        for (int i = 0; i < 5; ++i) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
            std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
            std::cout << "producing " << i << '\n';
            produced_nums.push(i);
            notified = true;
            cond_var.notify_one();
        }

        done = true;
        cond_var.notify_one();
    });

    std::thread consumer([&]() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        while (!done) {
            while (!notified) {  // loop to avoid spurious wakeups
                cond_var.wait(lock);
            }
            while (!produced_nums.empty()) {
                std::cout << "consuming " << produced_nums.front() << '\n';
                produced_nums.pop();
            }
            notified = false;
        }
    });

    producer.join();
    consumer.join();
}

我从cppreference中复制了这个.

对我来说,一切都非常简单,除了消费者的界限:

cond_var.wait(lock); 

我确实理解等待cond_var通知的循环,但为什么它等待锁？

Answer 1

cond_var.wait(lock);不等待锁定.那条线做了3件事

1. 它解锁lock变量
2. 它一直等到有人发出信号.
3. 它lock在返回之前再次锁定变量,

它以原子方式完成所有这些.当线程正在等待条件变量时,互斥锁未被锁定 - 这样您的生产者线程就可以获取锁并安全地设置在使用者/生产者之间共享的任何变量.

它在返回时再次锁定互斥锁,因此消费者可以再次安全地访问共享变量.

如果你试图自己管理锁定/解锁互斥锁,你最终会遇到锁定/解锁互斥锁和等待/发信号通知条件变量之间的竞争条件 - 这就是等待条件变量与互斥锁相关的原因 - 所以它可以无原则地完成,没有竞争条件.