如何使用condition_variable真正wait_for不超过一定的持续时间

Question

作为it turns out，condition_variable::wait_for应该被称为condition_variable::wait_for_or_possibly_indefinitely_longer_than，因为它需要在真正超时和返回之前重新获取锁定。

请参阅this program进行演示。

有没有办法表达，“看，我真的只有两秒钟。如果myPredicate()当时仍然是假的和/或锁仍然被锁定，我不在乎，只是随便继续，并给我一个方法发现那个。“

就像是：

bool myPredicate();
auto sec = std::chrono::seconds(1);

bool pred;
std::condition_variable::cv_status timedOut;

std::tie( pred, timedOut ) =
    cv.really_wait_for_no_longer_than( lck, 2*sec, myPredicate );

if( lck.owns_lock() ) {
    // Can use mutexed resource.
    // ...
    lck.unlock();
} else {
    // Cannot use mutexed resource. Deal with it.
};

Answer 1

我认为你误用了condition_variable的锁。它仅用于保护条件，而不是用于保护耗时的工作。

你可以通过将mutex分成两个来轻松修复你的例子 - 一个用于临界区，另一个用于保护ready条件的修改。这是修改后的片段：

typedef std::unique_lock<std::mutex> lock_type;
auto sec = std::chrono::seconds(1);
std::mutex mtx_work;
std::mutex mtx_ready;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void task1() {
    log("Starting task 1. Waiting on cv for 2 secs.");
    lock_type lck(mtx_ready);
    bool done = cv.wait_for(lck, 2*sec, []{log("Checking condition..."); return ready;});
    std::stringstream ss;
    ss << "Task 1 finished, done==" << (done?"true":"false") << ", " << (lck.owns_lock()?"lock owned":"lock not owned");
    log(ss.str());
}

void task2() {
    // Allow task1 to go first
    std::this_thread::sleep_for(1*sec);
    log("Starting task 2. Locking and sleeping 2 secs.");
    lock_type lck1(mtx_work);
    std::this_thread::sleep_for(2*sec);
    lock_type lck2(mtx_ready);
    ready = true; // This happens around 3s into the program
    log("OK, task 2 unlocking...");
    lck2.unlock();
    cv.notify_one();
}

它的输出：

@2 ms: Starting task 1. Waiting on cv for 2 secs.
@2 ms: Checking condition...
@1002 ms: Starting task 2. Locking and sleeping 2 secs.
@2002 ms: Checking condition...
@2002 ms: Task 1 finished, done==false, lock owned
@3002 ms: OK, task 2 unlocking...

Answer 2

实际上，condition_variable::wait_for完全符合您的要求。您的示例的问题是您锁定了2秒的睡眠以及ready = true赋值，使得条件变量甚至无法在达到时间限制之前评估谓词。

将std::this_thread::sleep_for(2*sec);线放在锁外，亲自看看。

Answer 3

有没有办法表达，“看，我真的只有两秒钟。如果myPredicate（）当时仍然是假的和/或锁仍然锁定，我不在乎，只要继续，不管......”

是的，有一种方法，但不幸的是，在wait_for的情况下，它必须是手动的。由于wait_for，Spurious Wakeup无限期等待。想象你的循环如下：

while(!myPredicate())
  cv.wait_for(lock, std::chrono::duration::seconds(2);

虚假唤醒可以在任意平台中随时发生。想象一下，在你的情况下它发生在200毫秒内。因此，没有任何外部通知，wait_for()将在循环条件下唤醒并检查myPredicate()。

正如预期的那样，条件将是假的，因此循环将为真，并且它将再次执行cv.wait_for(..)，新鲜的2秒。这就是无限运行的方式。

您可以自己控制更新持续时间，也可以使用最终在wait_until()中调用的wait_for()。