使用条件变量(condition_variable)进行线程间同步

BusyWaitableCondition是忙寻版的可等待条件

WaitableCondition是睡眠版的可等待条件

两者实现相同功能，只是忙寻版会占用一个cpu core，而睡眠版会陷入睡眠在需要时才被唤醒继续执行。

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <future>

using namespace std;

class BusyWaitableCondition {
public:
    void Wait() {
        while(!_flag);
    }

    void Notify() {
        _flag = true;
    }

    void Reset() {
        _flag = false;
    }

private:
    std::atomic<bool> _flag = false;
};

class WaitableCondition {
public:
    void Wait() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
        if(!_flag) {
            _cv.wait(lock, [this](){ return _flag; });
        }
    }

    void Notify() {
        do {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
            _flag = true;
        } while(false);
        _cv.notify_all();
    }

    void Reset() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        _flag = false;
    }

private:
    std::mutex _mutex;
    std::condition_variable _cv;
    bool _flag = false;
};

int main() {
    WaitableCondition c1;
    auto fut1 = std::async(std::launch::async, [&]{
        c1.Wait(); // 等待条件1满足才继续执行
        cout << "Hello 1" << endl;
    });
    auto fut2 = std::async(std::launch::async, [&]{
        c1.Wait(); // 等待条件1满足才继续执行
        cout << "Hello 2" << endl;
    });

    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    cout << "1" << endl;
    cout << "2" << endl;
    cout << "3" << endl;
    cout << "4" << endl;
    cout << "5" << endl;
    c1.Notify(); // 通知条件1满足了

    return 0;
}

上面的例子中有定义Reset方法，但是没有演示，它的作用是将条件设置为否，以便可以再次等待，然后可以重新触发。

如果只需要等待一个一次性事件而不需要Reset方法那么可以用std::promise+std::future进行更简单的实现。

class WaitableEvent {
public:
    WaitableEvent(): _fut(_promise.get_future()) {

    }

    void Wait() const {
        _fut.wait();
    }

    void Notify() {
        _promise.set_value();
    }

private:
    std::promise<void> _promise;
    std::future<void> _fut;
};