C++：如何在UI線程和工作者std :: thread之間使用std :: condition_variable

Question

我試圖使用C++11的std::condition_variable來處理UI線程&工作者線程之間的數據事務。

情況：
m_calculated_value是其中複雜的邏輯後算出的值。這是UI線程觸發事件所必需的。 UI線程調用MyClass::GetCalculatedValue來獲取m_calculated_value的值，該值需要由工作程序線程函數MyClass::ThreadFunctionToCalculateValue進行計算。

代碼：

std::mutex    m_mutex; 
std::condition_variable m_my_condition_variable; 
bool     m_value_ready; 
unsigned int   m_calculated_value; 


// Gets called from UI thread 
unsigned int MyClass::GetCalculatedValue() { 

    std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex); 
    m_value_ready = false; 

    m_my_condition_variable.wait(lock, std::bind(&MyClass::IsValueReady, this)); 

    return m_calculated_value; 
} 


bool MyClass::IsValueReady() { 

    return m_value_ready; 
} 

// Gets called from an std::thread or worker thread 
void MyClass::ThreadFunctionToCalculateValue() { 

    std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex); 

    m_calculated_value = ComplexLogicToCalculateValue(); 
    m_value_ready = true; 

    m_my_condition_variable.notify_one(); 
} 

問題：
但問題是，m_my_condition_variable.wait永遠不會返回。

問：
我在做什麼錯在這裏？

讓UI線程等待來自工作線程的條件變量信號是否正確？如何擺脫由於工作線程函數中的錯誤而導致condition_variable從不觸發的情況？有什麼辦法可以在這裏使用暫停嗎？

試圖瞭解它是如何工作：
我在許多例子中看到他們用while循環檢查condition_var.wait周圍的布爾變量的狀態。什麼是變量的循環點？ 當我從其他線程調用notify_one時，我能期待m_my_condition_variable返回wait嗎？

Answer 1

在這裏這個例子看看：

http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable

更改在下面的示例代碼中的註釋指出有問題的代碼。您可能要考慮使用與cppreference.com示例中使用的相同的「握手」來在可以安全計算新值（UI線程有wait/notify，工作線程有通知/等待）時進行同步。

在條件變量等待之前，鎖需要被鎖定。等待會解鎖，等待通知，然後鎖定並使用謂詞功能，檢查是否準備就緒，如果尚未準備好（虛擬喚醒），請重複此循環。

在notify_one之前，鎖應該被解鎖，否則等待會被喚醒，但是無法獲得鎖（因爲它仍然被鎖定）。

std::mutex    m_mutex; 
std::condition_variable m_my_condition_variable; 
bool     m_value_ready = false; // init to false 
unsigned int   m_calculated_value; 


// Gets called from UI thread 
unsigned int MyClass::GetCalculatedValue() { 
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex); 
    m_my_condition_variable.wait(lock, std::bind(&MyClass::IsValueReady, this)); 
    m_value_ready = false; // don't change until after wait 
    return m_calculated_value; 
} // auto unlock after leaving function scope 

bool MyClass::IsValueReady() { 

    return m_value_ready; 
} 

// Gets called from an std::thread or worker thread 
void MyClass::ThreadFunctionToCalculateValue() { 
    std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex); 
    m_calculated_value = ComplexLogicToCalculateValue(); 
    m_value_ready = true; 
    lock.unlock();   // unlock before notify 
    m_my_condition_variable.notify_one(); 
} 

或替代：

// Gets called from an std::thread or worker thread 
void MyClass::ThreadFunctionToCalculateValue() { 

    { // auto unlock after leaving block scope 
     std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex); 
     m_calculated_value = ComplexLogicToCalculateValue(); 
     m_value_ready = true; 
    } // unlock occurs here 
    m_my_condition_variable.notify_one(); 
} 

Answer 2

什麼是最有可能發生的： 您的工作線程擁有並持有互斥量，直到完成計算。主線程必須等到它可以獲取鎖定。工人將傳達出CV 它釋放鎖（在析構函數）之前，此時沒有其他線程將要等待條件變量的可能已被收購，它仍然被通知線程佔用的鎖。因此，另一個線程在得到通知的時候從來沒有機會等待條件變量，因爲它在通知事件發生後才設法獲取鎖，導致它無限等待。

的解決方案將是解除鎖定採集MyClass中:: ThreadFunctionToCalculateValue（），它不要求有在所有的，或至少，不應該。

但不管怎麼說，你爲什麼要重新發明輪子呢？對於這樣的問題，std::future已創建：

auto future = std::async(std::launch::async, ComplexLogicToCalculateValue); 
bool is_ready = future.wait_for(std::chrono::seconds(0)) == std::future_status::ready; 
auto result = future.get(); 

在這裏，你可以很容易地定義超時，您不必擔心condition_variables和一致好評。

當我從其他線程調用notify_one時，我不希望m_my_condition_variable退出等待狀態嗎？

No，不是唯一的。虛假喚醒仍可能發生。