Как устроен condition_variable::wait?

@HamsterGamer · Регистрация: 21.06.2019

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Всем привет, изучаю c_v стандартной библиотеки и возник вопрос что происходит когда condition_variable::wait захватывает поток и он не соответствует условию в предикате? Мне казалось что там вечный цикл который и проверяет этот предикат (собственно по нему он и будит поток). Однако такой код не выводит "sleep" более 1 раза для уснувшего потока, вопрос: почему так? Что там происходит если не постоянная проверка предиката в цикле?

C++
1
2
3
4
5
6
7
std::unique_lock<std::mutex> lk(cv_m);
cv.wait(lk, [&q]() {
    console_m.lock();
    std::cerr << std::this_thread::get_id() << " sleep " << std::endl;
    console_m.unlock();
    return !q.empty() || quit;
 });

@oleg-m1973 · 14.12.2020, 17:26

Сообщение от HamsterGamer

Что там происходит если не постоянная проверка предиката в цикле?

condition_variable::wait ждёт, пока другой поток не вызовет condition_variable::notify_all/notify_one

Добавлено через 1 минуту

C++
1
2
3
std::unique_lock<std::mutex> lk(cv_m);
while (q.empty() && !quit)
    cv.wait(lk);

Добавлено через 27 секунд
При вызове cv.wait(lk) поток усыпляется

@eva2326 · 14.12.2020, 17:30

Сообщение от HamsterGamer

Что там происходит если не постоянная проверка предиката в цикле?

Нет там никаких циклов.

Когда поток спит - он полностью заморожен.
Он не расходует ресурсы машины.
Не грузит процессор.
Его память может быть отдана другим процессам.

Поток будет спать до тех пор, пока его не разбудит ОС.
Система будет поток по особому системному событию.

Так же, в случае с condition_variable могут быть ложные срабатывания.
В этом случае поток "ничайно" просыпается раньше времени.
Затем запускается предикат, и если он возвращает: "ложная тревога!", тогда поток спит дальше.

@HamsterGamer · 14.12.2020, 17:42 **[ТС]**

oleg-m1973, вопрос был не про это, а про то, что происходит внутри wait, как он проверяет условия предиката?

https://en.cppreference.com/w/... iable/wait - 2 перегрузка.

Я зашел внутрь файла condition_variable и там написано это:

C++
1
2
while (!__p())
      wait(__lock);

Я предположил что лямбда там вызывается пока не будет нарушено условие while - так оно и есть (судя по виду), однако когда я попытался выводить в этом предикате строку "sleep" она вывелась ровно один раз, несмотря на то что основной поток спал. Почему предикат не вызывался заново?

eva2326, хорошо, я подозревал что wait внутри cv::wait - это уже системный вызов. Если так оно и есть - тогда это логично, спасибо за ответ! Получается notify_one тоже взывает к ОС? Следовательно вызывать его довольно дорого? :\

@oleg-m1973 · 14.12.2020, 17:50

Сообщение от HamsterGamer

Я зашел внутрь файла condition_variable и там написано это:

Я тебе вроде это и показал

Добавлено через 4 минуты
Кстати, можно было никуда не заходить, а просто посмотреть описание https://en.cppreference.com/w/... iable/wait

@TheCalligrapher · 14.12.2020, 19:35

Сообщение от HamsterGamer

Мне казалось что там вечный цикл который и проверяет этот предикат (собственно по нему он и будит поток).

Это какое-то самопротиворечащее утверждение. Если поток спит, то кто же тогда выполняет этот "вечный цикл"? Если поток не спит, то о каком "будит" может идти речь?

Никакого "вечного цикла" (то есть постоянно активного цикла) там нет. Поток полноценно спит, то есть система прекращает его выполнение полностью, то тех пор пока какой-то другой поток не "дернет" этот condition variable. Однако не стоит забывать про возможность spurious wakeup: поток может вдруг ни с того ни с сего проснуться без причины (то есть даже если никто не дергал эту condition variable), проверить предикат и снова лечь спать.

То есть (теперь уже поправляя самого себя) цикл-то там, конечно, нужен, именно для того, чтобы в какой-то момент проснуться, проверить предикат и, возможно, снова лечь спать. Но каждая итерация этого цикла полноценно укладывается спать. В идеальном случае такой цикл все время спит, просыпается только один раз и в итоге делает ровно одну итерацию, что вы и наблюдаете в своих экспериментах.

Сообщение от HamsterGamer

Однако такой код не выводит "sleep" более 1 раза для уснувшего потока, вопрос: почему так?

Так и должно быть. Пока поток "спит" предикат никто не проверяет. Когда поток просыпается, он один раз проверяет предикат, чтобы убедиться, что "пора просыпаться" и просыпается.

Но еще раз, из-за spurious wakeup, если оно вдруг произойдет, теоретически поток может вывести "sleep" более 1 раза. То есть теоретически поток может спать "неспокойным сном": периодически неожиданно просыпаться без причины, проверять предикат, понимать, что это случайное ненужное пробуждение, и снова укладываться спать.

Сообщение от HamsterGamer

Что там происходит если не постоянная проверка предиката в цикле?

Читаем литературу на тему того, как устроен системный планировщик задач (task scheduler) и что такое состояние "sleep" для потока.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
SDL3 для Web (WebAssembly): Синхронизация спрайтов SDL3 и тел Box2D 8Observer8 04.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-sync-physics-sprites-sdl3-c. zip На первой гифке отладочные линии отключены, а на второй включены:. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Идентификация объектов на Box2D v3 - использование userData и событий коллизий 8Observer8 02.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-collision-events-sdl3-c. zip https:/ / www. cyberforum. ru/ blog_attachment. php?attachmentid=11680&d=1772460536 Одним из. . .	Реалии Hrethgir 01.03.2026 Нет, я не закончил до сих пор симулятор. Эта задача сложнее. Не получилось уйти в плавсостав, но оно и к лучшему, возможно. Точнее получалось - но сварщиком в палубную команду, а это значит, в моём. . .	Ритм жизни kumehtar 27.02.2026 Иногда приходится жить в ритме, где дел становится всё больше, а вовлечения в происходящее — всё меньше. Плотный график не даёт вниманию закрепиться ни на одном событии. Утро начинается с быстрых,. . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Сборка библиотек: SDL3, Box2D, FreeType, SDL3_ttf, SDL3_mixer и SDL3_image из исходников с помощью CMake и Emscripten 8Observer8 27.02.2026 Недавно вышла версия 3. 4. 2 библиотеки SDL3. На странице официальной релиза доступны исходники, готовые DLL (для x86, x64, arm64), а также библиотеки для разработки под Android, MinGW и Visual Studio. . . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Реализация движения на Box2D v3 - трение и коллизии с повёрнутыми стенами 8Observer8 20.02.2026 Содержание блога Box2D позволяет легко создать главного героя, который не проходит сквозь стены и перемещается с заданным трением о препятствия, которые можно располагать под углом, как верхнее. . .	Конвертировать закладки radiotray-ng в m3u-плейлист damix 19.02.2026 Это можно сделать скриптом для PowerShell. Использование . \СonvertRadiotrayToM3U. ps1 <path_to_bookmarks. json> Рядом с файлом bookmarks. json появится файл bookmarks. m3u с результатом. # Check if. . .	Семь CDC на одном интерфейсе: 5 U[S]ARTов, 1 CAN и 1 SSI Eddy_Em 18.02.2026 Постепенно допиливаю свою "многоинтерфейсную плату". Выглядит вот так: https:/ / www. cyberforum. ru/ blog_attachment. php?attachmentid=11617&stc=1&d=1771445347 Основана на STM32F303RBT6. На борту пять. . .

Как устроен condition_variable::wait?

Решение