C++。 std::condition_variable 和多个等待线程

Question

我有一些 class，queue 的 std::function<void()> 成员和方法 Push 和 Pop。

我想实现加法PushAndWaitUntilExecuted。当你有一个 consumer-thread（调用 Pop）和一个 producer-thread（调用 Push）时很容易 - 只需简单的 std::condition_variable 就足够了。

但我的应用程序有动态数量的线程，可以通过并行调用 PushAndWaitUntilExecuted 函数执行相同的代码行，并等待 consumer-thread 执行推送的 std::function 对象。

A 有想法将 std::pair<uint64_t, std::function<void()>> 传递给 queue 而不仅仅是 std::function<void()>，其中 uint64_t - producer-thread ID(boost::this_thread::get_id()) .然后 consumer-thread 调用 std::condition_variable::notify_all() 并且所有线程将检查执行的 std::function 是否与线程具有相同的 ID。

这是好的解决方案还是可以实施更好的方法？

Answer 1

为了避免几个不同的竞争条件，这里需要引入的不仅仅是一个条件变量。还需要互斥锁和作业完成标志。

此时，将您的 std::function<void()> 替换为包含此闭包以及所有额外行李的小 class 变得更清晰：

struct job {
   std::function<void()> implementation;
   std::mutex m;
   std::condition_variable flag;
   bool completed=false;
};

你的队列变成了 std::shared_ptr<job>s 的队列，而不是 std::functions 的队列，作业是在动态范围内构建的（因为，当然，互斥锁和条件变量是不可复制的或可移动，并且可以从您的两个线程访问这些对象）。

在您的工作线程执行完实现后，它：

锁定互斥量。
将 completed 设置为 true
指示条件变量。

而你的PushAndWaitUntilExecuted，在它执行推送后：

锁定互斥体
等待条件变量，直到设置 completed

你必须彻底理解 C++ 绝对不能保证，在你将一个新的闭包推入你的作业队列后，一些线程不会立即抓住它，执行它，并在原来的之前完成它线程（推动它的线程）开始查看条件变量。到现在为止，没有人会再向条件变量发出信号。如果您在这里只需要使用一个条件变量，那么您将等待条件变量发出信号，直到我们的太阳爆炸。

这就是为什么您不仅需要一个条件变量、一个互斥锁和一个显式标志，还需要使用上述方法来正确处理线程间排序。

这是一种相当class常规的方法。您应该在每本关于此主题的优秀 C++ 教科书中找到许多类似实现的示例。

C++。 std::condition_variable 和多个等待线程

C++. std::condition_variable and multiple wait-threads

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