条件变量 · 融合风（象牙 + Obsidian 入口）

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条件变量是与互斥锁配合使用的同步机制：条件不满足时线程阻塞等待，条件满足时被唤醒。三操作：wait() 释放锁并阻塞 · signal() 唤醒一个 · broadcast() 唤醒全部。

基本概念 ▾

条件变量是一种同步机制，允许线程在某个条件不满足时阻塞等待，并在条件满足时被唤醒。它本身不保存状态（信号可能丢失），必须和互斥锁（mutex）一起使用。

与管程条件变量是管程的组成部分，用于在管程内部实现进程/线程间的同步（如生产者-消费者、读者-写者）。

三个基本操作 ▾

wait(cv, mutex)：释放 mutex，阻塞当前线程，等待条件 cv
signal(cv)（notify）：唤醒一个在 cv 上等待的线程
broadcast(cv)（notifyAll）：唤醒所有在 cv 上等待的线程

操作	作用	是否释放锁
wait(cv, mutex)	阻塞等待条件成立	释放 mutex
signal(cv)	唤醒一个等待线程	不释放 mutex
broadcast(cv)	唤醒所有等待线程	不释放 mutex

点击上方按钮查看 wait / signal / broadcast 的行为

典型使用模式 ▾

// 等待方（消费者）
lock(mutex);
while (!condition) {    // 用 while，不用 if（防止虚假唤醒）
    wait(cv, mutex);    // 释放 mutex 并阻塞
}
// 处理数据
unlock(mutex);

// 通知方（生产者）
lock(mutex);
// 设置条件为 true
signal(cv);             // 唤醒一个等待线程
unlock(mutex);

关键点用 while 而非 if 检查条件——被唤醒后条件可能已被其他线程改变（虚假唤醒）。

易错点 ▾

必记

wait() 先释放 mutex 再阻塞——不是先阻塞再释放（否则死锁）。
被唤醒后必须重新检查条件（while 不用 if），防止虚假唤醒。
signal() 不释放 mutex——被唤醒线程需等 signal 线程释放锁后才能执行。
条件变量不保存状态——signal 时没有等待者，信号丢失。
信号量有计数（信号不丢失），条件变量没有（可能丢失）。

记忆卡片 ▾

三个操作？

wait() 阻塞等待、signal() 唤醒一个、broadcast() 唤醒全部。

wait() 为何释放 mutex？

不释放则其他线程无法修改条件，导致死锁。

为何用 while 不用 if？

防止虚假唤醒——被唤醒后条件可能已被其他线程改变。

条件变量 vs 信号量？

条件变量无状态（信号可丢失），信号量有状态（信号不丢失）。

signal() 释放 mutex 吗？

不释放——被唤醒线程等 signal 线程释放 mutex 后才能执行。

必须配合什么使用？

互斥锁（mutex），单独使用无意义。

交互动画 · 条件变量：生产者-消费者的 wait / signal ▾

手动模式

while(条件不满足) cond.wait(&mutex); 生产/消费后 cond.signal(&mutex);

点击「播放」或「下一步」，观察 wait 释放锁阻塞、signal 唤醒的全过程

wait 与 signal 必须成对出现；signal 后仍用 while 检查条件防虚假唤醒

变量配色：生产者 · 消费者 · 共享计数 count，高亮即当前动作线程。

基本概念 ▾

三个基本操作 ▾

典型使用模式 ▾

易错点 ▾

记忆卡片 ▾

交互动画 · 条件变量：生产者-消费者的 wait / signal ▾

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