在 C++ 中,std::condition_variable
是一种用于线程间同步的机制,可以用来实现线程间的通知和等待
- 使用
std::unique_lock
或std::lock_guard
管理互斥锁:当调用notify_one()
或notify_all()
时,务必确保在已经获取了互斥锁的情况下进行。这可以通过使用std::unique_lock
或std::lock_guard
来实现。 - 避免在持有锁的情况下执行耗时操作:在
wait()
之前和notify()
之后都应该尽量缩短持有锁的时间,以减少其他线程的等待时间。 - 使用谓词(predicate)进行条件判断:在调用
wait()
时,传入一个谓词函数,以确保条件满足时才继续执行。这样可以避免虚假唤醒(spurious wakeup)导致的问题。 - 避免使用
notify_all()
:尽量使用notify_one()
,因为notify_all()
会唤醒所有等待的线程,可能导致不必要的性能开销。只有在确实需要唤醒多个线程时才使用notify_all()
。 - 处理虚假唤醒:由于操作系统调度或其他原因,线程可能会在条件未满足的情况下被唤醒。因此,在
wait()
循环中始终检查条件是否满足,并在条件不满足时继续等待。 - 避免死锁:在使用多个互斥锁和条件变量时,确保按照一致的顺序获取和释放锁,以避免死锁。
- 优先使用
std::condition_variable
而非std::condition_variable_any
:std::condition_variable_any
提供了更大的灵活性,但也可能导致更高的性能开销。只有在需要与非std::mutex
类型的互斥锁一起使用时,才选择std::condition_variable_any
。 - 考虑使用
std::shared_mutex
和std::shared_lock
:如果你的应用场景允许多个线程同时读取共享数据,但只允许一个线程写入,那么可以考虑使用std::shared_mutex
和std::shared_lock
来提高性能。 - 避免在循环中使用条件变量:尽量将条件变量的使用限制在循环外部,以减少不必要的上下文切换和锁竞争。
- 优化条件变量的使用:在某些情况下,可以通过优化条件变量的使用来提高性能。例如,可以使用计数信号量(counting semaphore)或者信号量(semaphore)来限制同时运行的线程数量。
遵循这些最佳实践,可以帮助你在 C++ 中更有效地使用条件变量,从而提高代码的可读性、可维护性和性能。