C++ condition_variable 为什么需要锁？

Question

在

std::condition_variable

的参考文档中有这个例子：

#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <string>
#include <thread>
 
std::mutex m;
std::condition_variable cv;
std::string data;
bool ready = false;
bool processed = false;
 
void worker_thread()
{
    // Wait until main() sends data
    std::unique_lock lk(m);
    cv.wait(lk, []{ return ready; });
 
    // after the wait, we own the lock.
    std::cout << "Worker thread is processing data\n";
    data += " after processing";
 
    // Send data back to main()
    processed = true;
    std::cout << "Worker thread signals data processing completed\n";
 
    // Manual unlocking is done before notifying, to avoid waking up
    // the waiting thread only to block again (see notify_one for details)
    lk.unlock();
    cv.notify_one();
}
 
int main()
{
    std::thread worker(worker_thread);
 
    data = "Example data";
    // send data to the worker thread
    {
        std::lock_guard lk(m);
        ready = true;
        std::cout << "main() signals data ready for processing\n";
    }
    cv.notify_one();
 
    // wait for the worker
    {
        std::unique_lock lk(m);
        cv.wait(lk, []{ return processed; });
    }
    std::cout << "Back in main(), data = " << data << '\n';
 
    worker.join();
}

我的问题非常具体地涉及本节：

    {
        std::lock_guard lk(m);
        ready = true;
        std::cout << "main() signals data ready for processing\n";
    }
    cv.notify_one();

为什么

ready

需要有锁护罩？如果另一个线程正在等待，难道不应该保证

ready = true

在另一个线程被

notify_one

唤醒之前发生吗？

我要求这个问题是为了深入了解一个问题，我看到了一个无法在此处显示的私有代码库。

我更困惑如果ready是一个std::atomic那么锁还需要吗？在私有代码中，我观察到它仍然如此，否则在通知和唤醒发生之前布尔值不会改变

Answer 1

如果没有相关锁，

ready = true;

可能会同时发生（不同步）

worker_thread

读取

ready

。这是一场数据竞争，并且具有未定义的行为。

你也不知道等待线程何时醒来。它不仅可能被

notify_one

唤醒，还存在虚假唤醒，这就是为什么唤醒后必须检查情况。如果不是

true

，请继续等待。