c++ - 多个与单个条件变量

Question

我正在开发一个应用程序，目前我只有一个条件变量和许多具有不同条件的等待语句。每当其中一个队列或某些其他状态发生更改时，我只需调用 cv.notify_all(); 并知道等待此状态更改的所有线程都会收到通知(可能还有其他正在等待状态更改的线程)不同的条件)。

我想知道为每个队列或状态使用单独的条件变量是否有意义。我的所有队列通常都是独立的，因此等待队列 x 中数据的线程并不关心队列 y 中的新数据。因此，我不会遇到必须通知或等待多个条件变量的情况(我发现的大多数问题都与此有关)。

从性能的角度来看，拥有数十个条件变量是否有任何缺点？当然，代码可能更容易出错，因为必须通知正确的条件变量。

编辑:所有条件变量仍将使用相同的互斥量。

Answer 1

我建议为每个实际 条件设置一个condition_variable。例如，在生产者/消费者中，buffer empty 有一个 cv，buffer full 有另一个 cv。

当您可以只通知一个时，通知所有人是没有意义的。这让我认为您的一个 condition_variable 实际上是在管理多个实际 条件。

你问的是优化。一方面，我们希望避免过早优化，并在出现问题时进行分析。另一方面，我们希望设计的代码从一开始就能够很好地通过算法进行扩展。

从速度性能的角度来看，在不了解情况的情况下很难说，但是添加 cv 对速度产生重大负面影响的可能性非常低，与 wait 的成本相比完全相形见绌> 或 通知。如果添加更多 cv 可以让您不再调用 notify-all，那么对速度产生积极影响的可能性就很高。

Notify-all 使代码易于理解。但是，当性能很重要时，不应使用它。当等待 cv 的线程被唤醒时，它保证持有互斥锁。如果你通知所有，等待那个 cv 的每个线程都会被唤醒并立即尝试获取互斥量。在这一点上，除了一个人之外的所有人都将回到 sleep 状态(这次等待互斥锁释放)。当幸运线程释放互斥锁时，下一个线程将获得它，接下来它要做的就是检查 cv 谓词。根据条件，谓词很可能评估为假(因为第一个线程已经处理了它，或者因为一个 cv 有多个实际条件)并且线程立即回去 sleep 等待简历。一个接一个地，现在等待互斥体的每个线程都将醒来，检查谓词，然后可能回到 cv 上休眠。很可能只有一个人最终真正做了某事。

这是可怕的性能，因为互斥锁、互斥解锁、cv 等待和 cv 信号都相对昂贵。

即使在调用 notify-one 时，您也可以考虑在临界区之后执行它，以尝试防止 one 唤醒线程阻塞在互斥锁上。如果你真的想通知所有，你可以简单地调用通知一并让每个线程在完成关键部分后通知一。这创造了一个很好的轮流线性级联与争论的爆发。