条件变量获取锁的速度低

Question

这个问题是关于condition_variable.wait()函数的。我认为它可能不会在收到通知时立即锁定unique_lock。让我展示我的代码，你会更好地理解我的测试。

注意：编译器 g++，std=c++14

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <chrono>
#include <atomic>
#include <future>

using namespace std;

mutex global_mut;
condition_variable global_cond;
atomic<bool> bval;
atomic<int> ival;

void accLock() {
  unique_lock<mutex> lock(global_mut);
  while (!bval.load()) {
    global_cond.wait(lock);
  }
  cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " get the lock" << endl;
  ival.store(2, memory_order_release);
  lock.unlock();
}

void getVal() {
  lock_guard<mutex> lock(global_mut);
  cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " get the lock with " << ival.load(memory_order_acquire) << endl;
}

int main(int argc, char** argv) {
  bval.store(false);
  ival.store(0, memory_order_release);

  // now my global_cond should be waiting for being notified
  std::future<void> fut = std::async(std::launch::async, accLock);

  // now my global_cond should be awaken and lock global_mut  
  bval.store(true);
  global_cond.notify_one();

  // getVal should be waiting for global_mut to be unlocked
  getVal();
  return 0;
}

理想情况下，我希望我的accLock 线程首先锁定互斥锁并更改ival，这样getVal() 可以加载最新的ival，即2。我希望看到类似的输出

void accLock() get the lock
void getVal() get the lock with 2

但实际上，这是

void getVal() get the lock with 0
void accLock() get the lock

显然，这个unique_lock 没有“立即”锁定在global_cond 中，而是让getVal() 中的lock_guard 首先获得互斥锁。 请问什么是实现我想要的正确方法？我对condition_variable 的理解是否正确？谢谢。

注意： 我使用 memory_order_acl 和 release 因为我认为这可以帮助我“纠正”订单。但它不起作用。

Answer 1

当两个线程竞争一个互斥锁时，哪个线程会得到它是任意的。如果您希望在其他事情发生之前先发生一件事，那么您有义务编写代码来实现它。互斥锁不会强制执行任何特定的排序。

如果您不希望 getVal 在其他线程完成之前运行，您可以编写一些代码来等待它完成。您可以使用互斥锁和条件变量来执行此操作，但您没有这样做。

一般而言，实施会在您施加的限制条件下尽可能高效。停止调用getVal 的线程效率低下（因为它的所有代码在缓存中都是热的并且已经被调度），所以实现没有这样做。

实现无法知道您想要什么，并且希望它可能是您真正想要但没有告诉它的低效做事是没有意义的。

请注意，您在以后的运行中可能会得到不同的结果。准备运行的线程的执行顺序是不可预测的，除非你让它可预测。两个都 线程已准备好运行，因此您不能期望任何特定的可靠排序。这将是实施认为在这种情况下最好的任何东西。