C++互斥鎖能替代條件變量嗎

C++的互斥鎖（mutex）和條件變量（condition variable）是兩種不同的同步原語，它們各自有不同的用途?；コ怄i主要用于保護(hù)共享資源，確保在同一時間只有一個線程可以訪問該資源。而條件變量則用于線程間的通信，允許一個線程等待某個條件成立，同時釋放互斥鎖，讓其他線程有機(jī)會執(zhí)行并改變條件。

雖然互斥鎖和條件變量在某些情況下可以結(jié)合使用，但它們并不能相互替代。下面是一個簡單的例子來說明它們的區(qū)別和用途：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void print_id(int id) {
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    while (!ready) { // 如果條件不滿足，則等待
        cv.wait(lck); // 釋放鎖，等待條件變量通知
    }
    std::cout << "thread " << id << '\n';
}

void go() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模擬耗時操作
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    ready = true; // 改變條件
    cv.notify_all(); // 通知所有等待的線程
}

int main() {
    std::thread threads[10];
    // spawn 10 threads:
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        threads[i] = std::thread(print_id, i);

    std::cout << "10 threads ready to race...\n";
    go(); // go!

    for (auto &th : threads) th.join();

    return 0;
}

在這個例子中，我們創(chuàng)建了10個線程，它們都在等待一個條件（ready變量）成立。當(dāng)go函數(shù)被調(diào)用時，它改變了ready變量的值，并通過條件變量通知所有等待的線程。每個線程在收到通知后，都會繼續(xù)執(zhí)行并打印其ID。

從這個例子可以看出，互斥鎖和條件變量在同步和通信方面各有其獨(dú)特的作用。互斥鎖用于保護(hù)共享資源，而條件變量用于線程間的通信。因此，它們不能相互替代，而應(yīng)該根據(jù)具體需求一起使用。