std::condition_variable用于线程同步，需与std::mutex配合使用，通过wait()等待条件，notify_one()/notify_all()通知；必须在锁保护下等待，推荐带谓词的wait防止虚假唤醒，通知前应先修改共享数据并释放锁。
在C++多线程编程中，std::condition_variable 是实现线程间条件同步的重要工具。它通常与 std::mutex 配合使用，用于让一个或多个线程等待某个特定条件成立后再继续执行。
条件变量的基本原理
条件变量本身不存储状态，它只是一个通知机制。线程可以：
- 等待某个条件成立（调用 wait()）
- 当条件可能变化时，由其他线程发出通知（notify_one() 或 notify_all()）
关键点是：等待必须在互斥锁保护下进行，且通常使用循环检查条件，防止虚假唤醒。
基本使用步骤
以下是使用 std::condition_variable 的标准模式：
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#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <iostream>
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;
void worker_thread() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
// 等待直到 ready 为 true
cv.wait(lock, []{ return ready; });
std::cout << "工作线程开始执行任务\n";
}
int main() {
std::thread worker(worker_thread);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
ready = true;
}
cv.notify_one(); // 唤醒一个等待的线程
worker.join();
return 0;
}
wait 的两种形式
cv.wait(lock)：无条件等待，醒来后需手动检查条件。
cv.wait(lock, predicate)：带条件的等待，等价于：
while (!predicate()) {
wait(lock);
}
推荐使用带谓词的版本，能自动处理虚假唤醒。
通知方式的选择
- notify_one()：唤醒一个等待线程，适用于只有一个消费者的情况
- notify_all()：唤醒所有等待线程，适用于多个消费者或广播场景
注意：通知前应先修改共享数据并释放锁，否则被唤醒的线程可能无法立即获取锁。
生产者-消费者模型示例
常见应用场景：用条件变量实现线程安全的任务队列。
#include <queue>
#include <thread>
#include <condition_variable>
std::queue<int> tasks;
std::mutex task_mutex;
std::condition_variable task_cv;
bool finished = false;
void producer() {
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
std::lock_guard<std::mutex> lock(task_mutex);
tasks.push(i);
std::cout << "生产任务: " << i << "\n";
task_cv.notify_one();
}
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(task_mutex);
finished = true;
}
task_cv.notify_all(); // 通知消费者结束
}
void consumer() {
while (true) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(task_mutex);
task_cv.wait(lock, []{ return !tasks.empty() || finished; });
if (finished && tasks.empty()) break;
int task = tasks.front();
tasks.pop();
lock.unlock(); // 处理任务时不持有锁
std::cout << "消费任务: " << task << "\n";
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));
}
}
基本上就这些。核心是：用互斥锁保护共享状态，用条件变量等待特定条件，记得处理虚假唤醒和正确发送通知。 
