在这段代码中，如何使用 notify 调用 wait() 调用？

Posted 2023-02-16

【中文标题】在这段代码中，如何使用 notify 调用 wait() 调用？

【英文标题】：How does the wait() call get invoked with notify in this code?

【发布时间】：2021-09-30 22:44:11

【问题描述】：

我有一个如下的 c++ 代码，它使用condition-variable 进行同步。

#include <iostream> 
#include <condition_variable>

int n = 4;
enum class Turn  FOO, BAR ;
Turn turn = Turn::FOO;

std::mutex mut;
std::condition_variable cv;

void foo() 
    for (int i = 0; i < n; i++) 
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mut);

        // wait for signal from bar & turn == FOO
        cv.wait(lock, [] return turn == Turn::FOO; );

        std::cout << "foo" << std::endl;

        // unlock & signal bar
        lock.unlock();
        turn = Turn::BAR;
        cv.notify_one();
    


void bar() 
    for (int i = 0; i < n; i++) 
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mut);

        // wait for signal from foo & turn == BAR
        cv.wait(lock, [] return turn == Turn::BAR; );

        std::cout << "bar" << std::endl;

        // unlock &  signal foo
        lock.unlock();
        turn = Turn::FOO;
        cv.notify_one();
    


int main() 
    std::thread thread_1(foo);
    std::thread thread_2(bar);
    thread_2.join();
    thread_1.join();
    
    return 0; 

观察到的输出：

问题：

foo() 中的cv.wait(lock, [] return turn == Turn::FOO; ); 一开始是如何被触发的？

根据我的阅读，带有谓词的wait() 调用相当于：while (!pred()) wait(lock); 。谓词开头为真（turn 的初始值为Turn::FOO），但是等待调用如何获得通知？关于wait()，我看到了这个：

以原子方式解锁锁，阻塞当前正在执行的线程，并将其添加到等待 *this 的线程列表中。执行 notify_all() 或 notify_one() 时，线程将被解除阻塞。它也可能被虚假地解除阻塞。解除阻塞后，无论什么原因，都会重新获取锁并等待退出。

但我看不到另一个线程（运行bar() 的线程）执行notify_one()，因为turn 仍然是FOO。

【问题讨论】：

这段代码来自哪里？

【参考方案1】：

foo() 中的 cv.wait 一开始是如何被触发的？

它将由评估为true 的谓词触发。等效循环：

while (!pred()) 
    wait(lock);

不会调用wait() 一次（无论如何，第一次访问该行代码时）。

【讨论】：

如果是这种情况，即使从两个函数中删除了两个cv.notify_one() 调用，程序不应该打印 n 次“foo bar foo bar ...”吗？

@skurup 不，因为其中一个功能确实会在某个时候进入等待状态，您需要通知它。除非你的日程安排是超级幸运的 ins 从 foo 到 bar 再回来，这样他们只会在轮到他们时才排队。

是的，现在知道了。 cv.wait(lock, [] return turn == Turn::FOO; ); 应该读作 Wait for signal from bar() if turn != FOO 和 cv.wait(lock, [] return turn == Turn::BAR; ); 应该读作 wait for signal from foo() if turn != BAR.

@skurup：好吧，如果这回答了您的问题 - 请点击复选标记接受。