C++中的条件变量wait_for

Question

我有工作condition_variable上的Visual Studio 2019年condition_variable.wait_for()函数返回std::cv_status::no_timeout没有任何通知。

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

std::condition_variable cv;
std::mutex mtx;
bool called = false;

void printThread()
{
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    while (std::cv_status::timeout == cv.wait_for(lck, std::chrono::seconds(1)))
    {
        std::cout << "*";
    }
    std::cout << "thread exits" << std::endl;
}

int main()
{
    std::thread th(printThread);
    th.join();
    std::cout << "program exits" << std::endl;
}

我认为代码永远不会退出并继续打印* ，但它在打印一些*后退出。

这是输出：

********************************************************************thread exits
program exits

为什么会发生这种情况？ 难道就是所谓的“虚假唤醒”？

Answer 1

是的，这是一个“虚假唤醒”。 这在cppreference.com 的wait_for参考页面上有解释：

它也可能被虚假地解除阻塞。 解除阻塞时，无论何种原因，都会重新获取锁并退出 wait_for()。

翻译：您的计算机中有小鬼。 他们偶尔会脾气暴躁。 如果他们确实变得脾气暴躁， wait_for在请求的超时到期之前返回。 当这种情况发生时：

返回值

1. 如果 rel_time 指定的相对超时过期，则为 std::cv_status::timeout，否则为 std::cv_status::no_timeout。

这似乎正是你所看到的。 C++ 标准允许 C++ 实现出于任意原因过早地从wait_for返回，除非您在超时到期时确实从wait_for返回，否则您会得到no_timeout 。

您可能想知道为什么wait_for （以及其他几个类似的函数）可能会决定举手并“虚假地”返回。 但那将是一个不同的问题......

Answer 2

正如已经解释过的，它是由于spurious wakeup而spurious wakeup 。 这样的事情使函数wait_for完全无用。 解决方法是在进入等待循环之前使用wait_until保存当前时间：

int count = 1;
std::mutex mutex;
std::condition_variable condition_variable;

void wait() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
    count--;

    int timeout = 1000; // 1 second
    std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> timenow = 
        std::chrono::system_clock::now();

    while(count < 0) {
        std::cv_status status = condition_variable.wait_until(
            lock, 
            timenow + std::chrono::duration<double,std::ratio<1,1000>>(timeout));

        if ( std::cv_status::timeout == status) {
            count++;
            break;
        }
    }
}