c++中使用互斥锁mutex和条件变量实现同步

在C++中，条件变量（std::condition_variable）本身并不支持直接的超时功能。通常情况下，我们会结合 std::chrono 中的时间点或持续时间来实现等待超时的效果。下面是一个示例，演示如何使用条件变量等待一段时间，并在超时时继续执行其他逻辑：

#include <iostream>

#include <thread>

#include <mutex>

#include <condition_variable>

#include <chrono>

std::mutex mtx;

std::condition_variable cv;

bool data_ready = false;

void worker_thread() {

// 模拟耗时的任务

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));

// 获取互斥锁

std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);

// 修改共享条件

data_ready = true;

std::cout << "Worker thread signals data ready\n";

// 通知条件变量

cv.notify_one();

}

int main() {

// 创建工作线程

std::thread worker(worker_thread);

// 等待数据准备好，但最多等待1秒钟

{

std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);

if (cv.wait_for(lck, std::chrono::seconds(1), []{ return data_ready; })) {

std::cout << "Main thread detects data ready\n";

} else {

std::cout << "Timeout: Main thread continues without data\n";

}

}

// 等待工作线程结束

worker.join();

return 0;

}

解释

1. cv.wait_for(lck, duration, pred) ：这是 std::condition_variable 的成员函数，允许线程等待一段时间或者直到满足特定条件。它的第二个参数是一个 std::chrono::duration 类型的对象，表示等待的时间段。在示例中，我们使用 std::chrono::seconds(1) 表示等待1秒钟。

2. 超时处理 ：如果等待超时（即工作线程在1秒内没有通知条件变量），cv.wait_for 将返回 false，此时 main 线程可以根据需要继续执行其他逻辑，例如打印超时消息。

3. 工作线程通知 ：在 worker_thread 中，通过设置 data_ready = true; 和调用 cv.notify_one(); 来通知 main 线程数据已准备好。