C++11的condition_variable实现WaitForSingleObject功能

Posted 2021-09-14 吴尼玛

• 在多线程程序开发中，我们有时会希望等待其他线程结束后在继续执行某些任务。比如常见的，主线程需要等待其他所有子线程结束后再结束程序。在Windows下我们一般使用WaitForSingleObject，或者WaitForMultipleObjects来实现，它们都会等待Object被设置为有信号时才返回的。这样我们在主线程结束的地方wait，在子线程结束的地方设置信号，就能实现上述功能。

• 但是这个API是Windows下的，无法跨平台使用。还好C++11为我们带来了多线程的支持。在C++11中我们可以通过mutex和condition_variable来达到相似效果。下面是我写的小例子。

  #include <iostream>
  #include <thread>
  #include <mutex>
  #include <condition_variable>
  #include <chrono>
  
  std::mutex mx;
  
  std::mutex g_mx;
  std::condition_variable g_cv;
  uint32_t g_thread_num = 0;
  
  void function_1()
  {
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> loc(mx);
        std::cout << "from function 1:" << i << std::endl;
    }
  
    std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
    --g_thread_num;
    g_cv.notify_one();
    guard.unlock();
  
    std::cout << "function 1 end" << std::endl;
  }
  void function_2()
  {
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> loc(mx);
        std::cout << "from function 2:" << i << std::endl;
    }
  
    std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
    --g_thread_num;
    g_cv.notify_one();
    guard.unlock();
  
    std::cout << "function 2 end" << std::endl;
  }
  void function_3()
  {
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> loc(mx);
        std::cout << "from function 3:" << i << std::endl;
    }
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
  
    std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
    --g_thread_num;
    g_cv.notify_one();
    guard.unlock();
  
    std::cout << "function 3 end" << std::endl;
  }
  
  int main()
  {
    std::thread t1(function_1);
    {
        std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
        ++g_thread_num;
    }
    t1.detach();
    std::thread t2(function_2);
    {
        std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
        ++g_thread_num;
    }
    t2.detach();
    std::thread t3(function_3);
    {
        std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
        ++g_thread_num;
    }
    t3.detach();
  
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        std::lock_guard<std::mutex> loc(mx);
        std::cout << "from function main:" << i << std::endl;
    }
    
  
    {
        std::unique_lock<std::mutex> guard(g_mx);
        g_cv.wait(guard, []() { return g_thread_num == 0; });
    }
  
    std::cout << "main end" << std::endl;
  
    return 0;
  }

• 例子写的很简单，其实可以简单封装下会更好用。大家如果有什么更好的解决方案也欢迎交流。