7.condition_variable 与其使用场景

std::condition_variable 的步骤如下：

1. 创建一个 std::condition_variable 对象。
2. 创建一个互斥锁 std::mutex 对象，用来保护共享资源的访问。
3. 在需要等待条件变量的地方使用 std::unique_lock 对象锁定互斥锁并调用 std::condition_variable::wait()、std::condition_variable::wait_for() 或 std::condition_variable::wait_until() 函数等待条件变量。
4. 在其他线程中需要通知等待的线程时，调用 std::condition_variable::notify_one() 或 std::condition_variable::notify_all() 函数通知等待的线程。

生产者与消费者模型

下面是一个简单的生产者-消费者模型的案例，其中使用了 std::condition_variable 来实现线程的等待和通知机制：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <queue>
std::mutex g_mutex;
std::condition_variable g_cv;
std::queue<int> g_queue;

void Producer() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        {            
            std::unique_lock<std::mutex> lock(g_mutex);
            g_queue.push(i);            
            std::cout << "Producer: produced " << i << std::endl;
        }
        g_cv.notify_one();        
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    }
}
void Consumer() {    
    while (true) {        
        std::unique_lock<std::mutex> lock(g_mutex);
        g_cv.wait(lock, []() { return !g_queue.empty(); });        
        int value = g_queue.front();
        g_queue.pop();        
        std::cout << "Consumer: consumed " << value << std::endl;
    }
}
int main() {    
    std::thread producer_thread(Producer);    
    std::thread consumer_thread(Consumer);
    producer_thread.join();
    consumer_thread.join();    
    return 0;
}

使用 std::condition_variable 可以实现线程的等待和通知机制，从而在多线程环境中实现同步操作。在生产者-消费者模型中，使用 std::condition_variable 可以让消费者线程等待生产者线程生产数据后再进行消费，避免了数据丢失或者数据不一致的问题。