C++併發編程器第4章--同步併發操作

0. 引言

在這一章，主要介紹條件變量，期望（future），屏障等，並且也會給出相應的使用方式。

1. 等待某個事件或者條件

      首先考慮這樣一個場景，你正在坐火車去找你對象，爲了不錯過，你會怎麼辦呢？一般我們會要麼一夜不睡覺，自己檢查每一站看看是不是到達了對象的城市的火車站，或者我們會定個鬧鐘，當快到站的時候叫醒我們，但是鬧鐘可能會出錯，所以你也可能錯過站，當然如果你有一個小夥伴，在到站的時候能叫醒你，這樣你就可以安心休息了，但是你小夥伴就累了。好了，那麼這個場景如何應用到多線程呢？

     如果一個線程需要等待另一個線程完成某個任務才能執行，此時如何在兩個線程間進行操作的同步呢？

     參考我們上述坐火車找對象的場景，等待線程計作A，其他線程計作B，其同步操作的解決方案有設置flag，設置鬧鐘，以及條件變量。

     設置flag：

      在線程A中檢查flag是否被設置（該flag由mutex)表示，flag會由線程B設置。 該方案有兩個缺點：第一，當A在重複檢測flag時相當於polling，浪費CPU時間；第二，當在檢測flag時，mutex會被上鎖，這樣B無法獲得該鎖，阻礙了B設置flag的時間。

    設置鬧鐘：

    利用std::this_thread::sleep_for()函數設置一個鬧鐘，讓線程A休眠，當鬧鐘時間到了後在檢查flag，看看是否到達目的地，下面看一個例子

#include <mutex>
#include <thread>
#include <chrono>

bool flag;
std::mutex mut;
using chrono = std::chrono;

void wait_for_flag() {
    std::unique_lock<std::lock> lt(mut);
    while (!flag) {
        lt.unlock();
        std::this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100));
        lt.lock();
    }
}

設置鬧鐘這種解決辦法，相對於設置flag方案有一定的提升，因爲sleep線程A，可以提升CPU的利用率，但該方案的缺點是設置的鬧鐘長度並非是完全理想的。

    條件變量：

    C++標準庫中提供了std::condition_variable 去更優的通知某個線程其等待的事件完成

1.1 等待條件變量