C++ 条件变量-生产消费者模型
条件变量是一种线程同步机制,当条件不满足时，相关线程被一直阻塞，直到某种条件出现，这些线程才会被唤醒.
C++11的条件变量提供了两个类：
condition_variable：只支持与普通mutex搭配，效率更高。
condition_variable_any：是一种通用的条件变量，可以与任意mutex搭配（包括用户自定义的锁类型）
包含头文件：
1. condition_variable类
主要成员函数：
1）condition_variable() 默认构造函数。
2）condition_variable(const condition_variable &)=delete 禁止拷贝。
3）condition_variable& condition_variable::operator=(const condition_variable &)=delete 禁止赋值。
4）notify_one() 通知一个等待的线程。
5）notify_all() 通知全部等待的线程。
6）wait(unique_lock lock) 阻塞当前线程，直到通知到达。
7）wait(unique_lock lock,Pred pred) 循环的阻塞当前线程，直到通知到达且谓词满足。
8）wait_for(unique_lock lock,时间长度)
9）wait_for(unique_lock lock,时间长度,Pred pred)
10）wait_until(unique_lock lock,时间点)
11）wait_until(unique_lock lock,时间点,Pred pred) 2. unique_lock类
template
unique_lock和lock_guard都是管理锁的辅助类，都是RAII风格（在构造时获得锁，在析构时释放锁）。它们的区别在于：为了配合condition_variable，unique_lock还有lock()和unlock()成员函数。
代码示例1：
#include
#include
#include // 线程类头文件。
#include // 互斥锁类的头文件。
#include // deque容器的头文件。
#include // queue容器的头文件。
#include // 条件变量的头文件。
using namespace std;
class AA
{
mutex m_mutex; // 互斥锁。
condition_variable m_cond; // 条件变量。
queue> m_q; // 缓存队列，底层容器用deque。
public:
void incache(int num) // 生产数据，num指定数据的个数。
{
lock_guard lock(m_mutex); // 申请加锁。
for (int ii=0 ; ii，并申请加锁。
unique_lock lock(m_mutex);
while (m_q.empty()) // 如果队列空，进入循环，否则直接处理数据。必须用循环，不能用if
m_cond.wait(lock); // 等待生产者的唤醒信号。
// 数据元素出队。
message = m_q.front(); m_q.pop();
cout << "线程：" << this_thread::get_id() << "，" << message << endl;
}//添加{}自定义作用域提前解锁,数据出队后进行处理的过程无需上锁,提高效率.
// 处理出队的数据（把数据消费掉）。
this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1)); // 假设处理数据需要1毫秒。
}
}
};
int main()
{
AA aa;
thread t1(&AA::outcache, &aa); // 创建消费者线程t1。
thread t2(&AA::outcache, &aa); // 创建消费者线程t2。
thread t3(&AA::outcache, &aa); // 创建消费者线程t3。
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2)); // 休眠2秒。
aa.incache(3); // 生产3个数据。
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(3)); // 休眠3秒。
aa.incache(5); // 生产5个数据。
t1.join(); // 回收子线程的资源。
t2.join();
t3.join();
} 代码示例2：
#include
#include
#include // 线程类头文件。
#include // 互斥锁类的头文件。
#include // deque容器的头文件。
#include // queue容器的头文件。
#include // 条件变量的头文件。
using namespace std;
class AA
{
mutex m_mutex; // 互斥锁。
condition_variable m_cond; // 条件变量。
queue> m_q; // 缓存队列，底层容器用deque。
public:
void incache(int num) // 生产数据，num指定数据的个数。
{
lock_guard lock(m_mutex); // 申请加锁。
for (int ii=0 ; ii，并申请加锁。
unique_lock lock(m_mutex);
// 条件变量虚假唤醒：消费者线程被唤醒后，缓存队列中没有数据。
//while (m_q.empty()) // 如果队列空，进入循环，否则直接处理数据。必须用循环，不能用if
// m_cond.wait(lock); // 1）把互斥锁解开；2）阻塞，等待被唤醒；3）给互斥锁加锁。
m_cond.wait(lock, [this] { return !m_q.empty(); });
// 数据元素出队。
string message = m_q.front(); m_q.pop();
cout << "线程：" << this_thread::get_id() << "，" << message << endl;
lock.unlock(); // 手工解锁。
// 处理出队的数据（把数据消费掉）。
this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1)); // 假设处理数据需要1毫秒。
}
}
};
int main()
{
AA aa;
thread t1(&AA::outcache, &aa); // 创建消费者线程t1。
thread t2(&AA::outcache, &aa); // 创建消费者线程t2。
thread t3(&AA::outcache, &aa); // 创建消费者线程t3。
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2)); // 休眠2秒。
aa.incache(2); // 生产2个数据。
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(3)); // 休眠3秒。
aa.incache(5); // 生产5个数据。
t1.join(); // 回收子线程的资源。
t2.join();
t3.join();
} 注意:
1.notify_once()只唤醒一个被当前条件变量(锁)阻塞的线程,不是随机的,是按线程阻塞队列的顺序唤醒(先进先出). notify_all()唤醒全部被当前条件变量(锁)阻塞的线程,唤醒顺序也是按线程阻塞队列的顺序唤醒. notify_all()的处理效率更高,具体使用哪个看应用环境.
2. wait(lock)函数有三个步骤:解锁,阻塞等待.重新加锁.如果不用循环而是用if,则notify_all()可能会出现虚假唤醒的情况,即队列为空但消费者线程仍运行.
3.wait(lock,谓词)重载函数第二个参数用lambda函数更便捷,该重载函数内置循环判断.
4. C++队列queue模板类的定义在
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