这种使用条件变量安全吗（摘自cppreference.com）

Question

此代码取自 Example of Producer/Consumer with condition variable 安全吗？我和一位同事对于在 close() 中省略 std::unique_lock lock(m) 是否安全存在分歧。 done = true; 行设置为无锁。通知是否可以在没有同步数据的情况下到达另一个线程？

#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <chrono>

class condvarQueue
{
    std::queue<int> produced_nums;
    std::mutex m;
    std::condition_variable cond_var;
    bool done = false;
    bool notified = false;
public:
    void push(int i)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        produced_nums.push(i);
        notified = true;
        cond_var.notify_one();
    }

    template<typename Consumer>
    void consume(Consumer consumer)
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
        while (!done) {
            while (!notified) {  // loop to avoid spurious wakeups
                cond_var.wait(lock);
            }   
            while (!produced_nums.empty()) {
                consumer(produced_nums.front());
                produced_nums.pop();
            }   
            notified = false;
        }   
    }

    void close()
    {
        done = true;
        notified = true;
        cond_var.notify_one();
    }
};

int main()
{
    condvarQueue queue;

    std::thread producer([&]() {
        for (int i = 0; i < 5; ++i) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
            std::cout << "producing " << i << '\n';
            queue.push(i);
        }   
        queue.close();
    }); 

    std::thread consumer([&]() {
         queue.consume([](int input){
             std::cout << "consuming " << input << '\n';
         });
    }); 

    producer.join();
    consumer.join();
}

Answer 1

close 需要在设置 done 和 notified 时锁定 m 的所有权。它不是关于古老的架构，而是关于现代缓存架构。如果没有 m 的锁定所有权，则无法保证 done 和 notified 的更新值会刷新到 close 的缓存行之外，以便 close 可以读取它们=20=].

在 cond_var.notify_one() 期间 m 是否被锁定并不重要。两者都是正确的，我看过一些文章争论说其中一个是最有效的。

总而言之，以下任何一个都是正确的：

void close()
{
    std::lock_guard lock{m};
    done = true;
    notified = true;
    cond_var.notify_one();
}

或：

void close()
{
    {
        std::lock_guard lock{m};
        done = true;
        notified = true;
    }
    cond_var.notify_one();
}

注意，我假设 C++17 缺少 lock_guard 上的 <std::mutex>。我也可以在这里使用 unique_lock 而不是 lock_guard，但是 lock_guard 是这项工作最简单的工具。

这种使用条件变量安全吗（摘自cppreference.com）

Is this use of condition variable safe (taken from cppreference.com)

c++

condition-variable