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条件变量(condition_variable)

• 条件变量是线程以睡眠的一种形式等待某一条件的发生，所以称之为条件变量。
• 条件变量利用的是线程共享全局变量来进行同步，所以全局变量一般会被设置为线程睡眠结束开始运行的条件。

Mutex
条件变量一般用于和互斥锁一起使用。在使用条件变量时，需要引用、头文件#include <condition_variable>。condition_variable的对象调用wait函数时，它会通过定义的lock锁定住线程，当前线程被阻塞，不会执行wait下面的语句。直到另一个线程用相同的对象调用notification将原本阻塞的线程唤醒。

mutex mtx; 
condition_variable cv; 
bool canPrint = false; void Fun1(int num)
{unique_lock<mutex> lck(mtx);while (canPrint != true){cv.wait(lck);}cout << "线程" << num << "被唤醒" << endl;
}void Flag()
{canPrint = true;cv.notify_all();
}int main()
{std::thread threads[10];for (int i = 0; i < 10; ++i){threads[i] = thread(Fun1, i);}Flag();for (auto& th : threads){th.join();}return 0;
}

上面的例中步骤如下

1. 定义十个线程，每个线程都调用Fun1这个线程函数。每次循环都会进入这个线程
2. 在线程中，首先定义unique_lock对于当前线程进行上锁。通过判断canPrint这个全局变量来判断是否继续执行这个线程。这就是条件变量中的条件。在这里时变量还是false，所以会调用wait()，对于该线程进行阻塞。所以十个线程当前都阻塞于此，不会执行打印操作。
3. 主线程中调用Flag线程
4. Flag线程中将全局变量设置为true，调用notify_all，这个函数用于唤醒被同一个对象cv所阻塞的所有线程。
5. 对于所有的线程进行唤醒，输出结果。

附：例题1（Leet1116）
假设有这么一个类：

class ZeroEvenOdd {public ZeroEvenOdd(int n) { ... }      // 构造函数public void zero(printNumber) { ... }  // 仅打印出 0public void even(printNumber) { ... }  // 仅打印出 偶数public void odd(printNumber) { ... }   // 仅打印出 奇数
}

相同的一个 ZeroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：

线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。

每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。请修改给出的代码以输出整数序列 010203040506… ，其中序列的长度必须为 2n。

示例 1：
输入：n = 2
输出：“0102”
说明：三条线程异步执行，其中一个调用 zero()，另一个线程调用
even()，最后一个线程调用odd()。正确的输出为 “0102”。
示例 2：

输入：n = 5 输出：“0102030405”

class ZeroEvenOdd {
private:mutex m;//全局锁condition_variable cv;//条件变量int flag = 0;//标志位int n;//用来接外部传入的n
public:ZeroEvenOdd(int n) {this->n = n;   }void zero(function<void(int)> printNumber) {for (int i = 1; i <= n; ++i) {unique_lock<mutex> lock(m);//定义独占锁cv.wait(lock,[&]()->bool {return flag == 0;});//阻塞该线程，直到flag为0，开始运行printNumber(0);if (i % 2 == 0) {flag = 2;} else {flag = 1;}cv.notify_one();//对于flag重新赋值，唤醒某一个符合flag的值的线程}}void even(function<void(int)> printNumber) {for (int i = 2; i <= n; i += 2) {unique_lock<mutex> lock(m);cv.wait(lock, [&]()->bool {return flag == 2;});printNumber(i);flag = 0;cv.notify_one();}}void odd(function<void(int)> printNumber) {for (int i = 1; i <= n; i += 2) {unique_lock<mutex> lock(m);cv.wait(lock, [&]()->bool {return flag == 1;});printNumber(i);flag = 0;cv.notify_one();}}
};