c++ - 为什么condition_variable在producer-consumer中等待锁呢？ C++

Question

看下面经典的生产者消费者代码:

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 复制了这个.

一切对我来说都非常简单，除了消费者中的行:

cond_var.wait(lock); 

我明白等待cond_var 被通知的循环，但为什么要等待锁？

Answer 1

cond_var.wait(lock); 不等待锁。 该行做了 3 件事

1. 它解锁lock变量
2. 它一直等到有人发出条件信号。
3. 它在返回之前再次锁定 lock 变量，

它以原子方式完成这一切。当线程正在等待条件变量时，互斥量不会被锁定——这样您的生产者线程就可以获得锁并安全地设置在消费者/生产者之间共享的任何变量。

它在返回时再次锁定互斥量，因此消费者可以再次安全地访问共享变量。

如果您尝试自己管理锁定/解锁互斥锁，您最终会在锁定/解锁互斥锁和等待/向条件变量发出信号之间出现竞争条件 - 这就是等待条件变量与互斥锁相关联的原因 -所以它可以自动完成，没有竞争条件。