条件谓词是防止虚假唤醒和竞态的唯一防线,必须用while循环包裹、仅读取受同一锁保护的共享状态,且须为纯函数;省略或写错将导致死锁或脏数据。

条件谓词不是语法糖,而是防止虚假唤醒和竞态的唯一防线。 它是 wait() 内部循环检查的布尔表达式,决定了线程该不该真正醒来继续执行——写错或省略它,程序会在看似正常时随机卡死或读到脏数据。
为什么必须用 while 循环包裹谓词,而不是 if
因为操作系统可能在无通知情况下唤醒线程(即“虚假唤醒”),也可能在通知发出后、线程重新获取锁前,被其他线程抢先消费了条件(例如消费者抢在你之前取走了最后一个任务)。if 会让线程误以为条件成立而直接往下走,导致崩溃或逻辑错误。
- ✅ 正确:用
while (!pred()) { cond.wait(lock); }—— 每次唤醒后都重新验证 - ❌ 错误:用
if (!pred()) { cond.wait(lock); }—— 一次判断,永不回头 - ⚠️ 注意:
std::condition_variable::wait(lock, pred)底层就是帮你自动展开成 while 循环,但前提是pred是可调用对象且每次调用都真实反映状态
谓词里能访问哪些变量?哪些绝对不能写
谓词函数体必须只读取被同一互斥锁保护的共享状态。任何绕过锁的读取(比如直接读全局 ready 而不加锁)、或读取非共享的局部变量,都会破坏内存可见性,导致永远等不到唤醒。
- ✅ 允许:
[&]{ return !tasks.empty() || shutdown_requested; }(tasks和shutdown_requested都由同一mtx保护) - ❌ 禁止:
[&]{ return flag_from_another_thread; }(flag_from_another_thread未受锁保护,编译器可能优化掉重读,CPU 可能读到过期缓存) - ⚠️ 注意:C++ 中捕获引用必须确保生命周期长于等待过程;Rust 中需用
Arc<mutex>></mutex>包裹状态再传入闭包
常见谓词陷阱:你以为的“条件成立”,其实早已失效
最典型的是在谓词中做“副作用检查”,比如 [&]{ tasks.pop(); return true; } —— 这不仅违反谓词应为纯函数的原则,更会导致多次 pop 或竞争崩溃。谓词只负责“问”,不负责“动”。
- ❌ 错误模式:
while (queue.size() > 0) { auto x = queue.front(); queue.pop(); ... }(size 和 front/pop 不是原子操作) - ✅ 正确流程:谓词只检查
!queue.empty()→ wait 返回后,在临界区内做front()+pop() - ⚠️ 特别注意:Go 的
sync.Cond.Wait()不提供谓词封装,必须手写for !condMet { c.Wait() };Java 的Condition.await()同理
谓词写得再短,只要没覆盖所有状态变迁路径,就等于没写。它不是锦上添花的检查,而是通信逻辑的契约底线——漏掉一个 || shutdown,程序就可能在退出时死锁;多写一个未加锁的变量读取,就可能在高负载下间歇性失联。










