c++ 11 condition_variable 等待虚假唤醒不起作用

Question

我尝试使用 condition_variable、

编写一个简单的 producer/consumer

include <iostream>
#include <thread>
#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <chrono>
#include <queue>
#include <chrono>
using namespace std;

condition_variable cond_var;
mutex m;
int main()
{
    int c = 0;
    bool done = false;
    cout << boolalpha;
    queue<int> goods;

    thread producer([&](){
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            m.lock();
            goods.push(i);
            c++;
            cout << "produce " << i << endl;
            m.unlock();
            cond_var.notify_one();
            this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
        }
        done = true;
        cout << "producer done." << endl;
        cond_var.notify_one();
    });

    thread consumer([&](){
        unique_lock<mutex> lock(m);
        while(!done || !goods.empty()){
            /*
            cond_var.wait(lock, [&goods, &done](){
                        cout << "spurious wake check" << done <<endl;
                        return (!goods.empty() || done);
            });
            */  
            while(goods.empty())
            {
                cout<< "consumer wait" <<endl;
                cout<< "consumer owns lock " << lock.owns_lock() <<endl;
                cond_var.wait(lock);
            }
            if (!goods.empty()){
                cout << "consume " << goods.front()<<endl;
                goods.pop();
                c--;
            }
        }
    });

    producer.join();
    consumer.join();
    cout << "Net: " << c << endl;
}

我现在遇到的问题是当消费者消费生产者设置done到[=15=之前的最后一个项目时，消费者线程会卡在

 while(goods.empty())
            {
                cout<< "consumer wait" <<endl;
                cout<< "consumer owns lock " << lock.owns_lock() <<endl;
                cond_var.wait(lock);
            }

我的理解是cond_var.wait(lock)会虚假唤醒从而退出while(good.empty())循环，但好像不是这样？

Answer 1

虚假唤醒并非经常发生，您可以依赖它以您建议的方式打破循环。发生虚假唤醒的风险是您必须考虑的当前条件变量实现的不幸 side-effect，但无法保证您何时（如果有的话）会遇到虚假唤醒。

如果您想确保消费者线程不会因等待永远不会到来的通知而卡住，您可以尝试使用 std::condition_variable::wait_for()。它需要一个持续时间，如果持续时间到期，它将超时并重新获取锁。它可能被视为更接近繁忙的等待，但如果超时足够长，对性能的影响应该可以忽略不计。

Answer 2

正如@Karlinde 所说，顾名思义，虚假唤醒不一定会发生。相反，它们通常根本不会发生。

但是，即使会发生虚假唤醒，这也不能解决您的问题：您的程序中只是有一个无限循环。一旦生产者停止，goods.empty() 为真，它永远不会再改变。因此将 while 循环更改为：

while(!done && goods.empty())
{
    ...
}

现在它应该退出...大多数时候。你仍然有一个可能的竞争条件，因为在生产者中，你设置了 done = true 而没有持有锁。

Answer 3

如果生产者在没有任何消费者等待{cond_var.wait(锁定);}的情况下通知{cond_var.notify_one();}，那么发送给消费者的第一个通知就不会被注意到。

@tesla1060 “我现在遇到的问题是，当消费者在生产者将 done 设置为 true 之前消费最后一项时，消费者线程将陷入困境”，这是不正确的。事实上，消费者没有收到生产者的任何通知（因为它错过了一个通知（第一个））。

c++ 11 condition_variable 等待虚假唤醒不起作用

c++ 11 condition_variable wait spurious wake up is not working

condition-variable

c++11