C++ 为什么std:：condition_变量的notify和wait函数都需要锁定的互斥锁

在我对理解

std:：contion\u变量的不懈追求中，我遇到了以下问题。上面写着：

void print_id (int id) {
  std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
  while (!ready) cv.wait(lck);
  // ...
  std::cout << "thread " << id << '\n';
}

void打印id（int id）{
标准：唯一锁定lck（mtx）；
而（！ready）cv.wait（lck）；
// ...
std:：cout您缺少的是
wait
解锁互斥锁，然后等待
cv
上的信号

它会在返回前再次锁定互斥锁

您可以通过单击找到示例的页面来发现这一点：

在阻塞线程时，函数自动调用lck.unlock（），允许其他锁定的线程继续

一旦收到通知（由其他线程显式通知），该函数将取消阻止并调用lck.lock（），使lck保持与调用该函数时相同的状态

您错过了调用
wait（）
解锁互斥锁的一点。线程以原子方式（释放互斥锁+进入睡眠）。然后，当被信号唤醒时，它尝试重新获取互斥锁（可能是阻塞）；一旦获取互斥锁，它就可以继续

请注意，调用
notify\u*
时不必锁定互斥锁，只有
wait*
才能回答所提出的问题，这对于声称出于性能原因不应获得通知锁定似乎是必要的（正确性是否比性能更重要？）：锁定“等待”的必要性和始终锁定“通知”的建议是为了保护用户自己及其程序不受数据和逻辑争用的影响。如果没有锁定“go”，您发布的程序将立即在“ready”上进行数据争用。但是，即使ready本身是同步的（例如原子的）您将有一个丢失通知的逻辑竞赛，因为如果没有“go”中的锁定，通知可能会在检查“ready”之后发生就在实际等待之前，等待线程可能会无限期地被阻塞。原子变量本身的同步不足以防止这种情况。这就是为什么helgrind会在通知未持有锁的情况下发出警告的原因。在一些边缘情况下，notif确实不需要互斥锁y、 在所有这些情况下，都需要事先进行双向同步，以便生产线程能够确定另一个线程已经在等待。在我看来，这些情况仅供专家参考。实际上，我曾见过一位专家，在谈到多线程时，他认为一个原子计数器就足够了.这就是说，等待周围的锁对于正确性（或者，至少是等待的原子操作）始终是必需的，这就是为什么标准库强制执行它，并在进入等待时原子地解锁互斥锁的原因

与Windows事件不同，POSIX条件变量不是“防白痴”的，因为它们是无状态的（除了知道等待的线程之外）。建议在notify上使用锁是为了保护您免受最糟糕和最常见的错误。当然，如果您愿意，您可以使用mutex+condition var+bool变量构建类似Windows的有状态事件。
我认为print_id和go不应该使用同一个锁。锁的存在是为了只运行一个线程g print_id，只有一个线程运行go（）。嗯，我检查过，生产者和消费者都使用同一个锁。奇怪。@Angew“保护条件变量本身”是什么意思？条件变量本身不是线程安全的吗？@laurisvr是的，这有点措词不当。收回。更像“它保护
cv+ready
对。”@Matthias Vegh cppreference.com强调在发出通知之前要始终解锁（主要是因为我相信并发在起作用）事实上，在向条件变量发送信号时保持锁可能是一种悲观的做法。调度程序可能会在您通知它时唤醒等待的线程，然后该线程无法获取锁，因为通知线程仍然保持着锁，这可能会导致线程立即生效！这会导致不必要的抖动。显然y调度程序可能与CV代码有关联，并且知道不唤醒等待的线程，除非它也可以立即获得互斥锁。注意：这与需要锁定互斥锁的pthreads_uCV相反notify@MikeVine至少Linux实现不要求在通知期间保持互斥。但是，您必须在发送通知之前锁定互斥锁，并且在更改等待条件之前（在本例中，
ready
）不能解锁互斥锁。例如，对于
mutex m
，
condition_变量v
和
atomic ready
，所有
m.lock（）；ready=true；c.notify_one（）；m.unlock（）；
，
m.lock（）；ready=true；m.unlock（）；c.notify_one（）；
和
ready=true；m.lock（）；m.unlock（）；c.notify_one（）；
已充分同步。在这种情况下，第三种可能是最有效的。通知不需要锁，但条件更改需要锁（确实使用原子将是一个错误）。啊，谢谢你澄清了一切：）。我的误解是因为我认为调用notify的函数可能无法通过互斥锁。但是，如果互斥锁已经通过等待解锁，当然可以。
void go() {
  std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
  ready = true;
  cv.notify_all();
}