std::thread cleaner_thread; cleaner_thread = std::thread([this] { while (running) { std::unique_lock<std::mutex>lock(mutex_); //每100ms检查一次 cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(100), [this] { return !running; }); cleanExpired(); } }); 其中cv_是std::condition_variable，这段的语法没有看懂，详解这段

<think>这段代码创建了一个后台清理线程，该线程周期性地执行`cleanExpired`函数，直到`running`标志变为false。让我们逐行解析： ```cpp std::thread cleaner_thread; // 声明一个线程对象 cleaner_thread = std::thread([this] { // 使用lambda表达式启动线程 while (running) // 当running为true时循环 { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); // 上锁 // 每100ms检查一次 cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(100), [this] { return !running; // 等待条件：当!running为真时停止等待 }); cleanExpired(); // 执行清理函数 } }); ``` ### 详细解释： 1. **线程创建**： - `std::thread cleaner_thread;` 声明一个线程对象（此时未启动）。 - `cleaner_thread = std::thread(...)` 通过lambda表达式启动新线程。 2. **Lambda表达式**： - `[this]` 捕获当前对象的指针（以便访问成员变量`running`, `mutex_`, `cv_`）。 - 线程函数体是一个`while`循环，条件为`running`（成员变量）。 3. **互斥锁**： - `std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);` 创建锁对象并立即锁定互斥量`mutex_`。 - 该锁在作用域结束时自动释放（RAII机制）。 4. **条件变量等待**： - `cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(100), predicate);` - 功能：等待条件满足或超时（100ms）。 - 三个参数： - `lock`：已锁定的互斥锁（`wait_for`会自动释放锁并在返回前重新获取）。 - 超时时间：`std::chrono::milliseconds(100)`。 - 谓词（predicate）：`[this]{ return !running; }`（返回`bool`的lambda）。 5. **等待过程**： - 检查谓词：如果`!running`为`true`，则立即返回（不等待）。 - 否则，释放锁并阻塞最多100ms。 - 在以下情况之一被唤醒： - 超时（100ms后）。 - 其他线程调用`cv_.notify_one()`或`cv_.notify_all()`。 - 被唤醒后，重新获取锁并再次检查谓词： - 若谓词为`true`（`!running`成立），则返回`true`。 - 否则返回`false`（超时返回）。 6. **等待返回值**： - 若谓词为`true`（即`running==false`），则`wait_for`返回`true`，循环条件`while(running)`为假，退出循环。 - 若超时（100ms内未被唤醒且谓词仍为`false`），则`wait_for`返回`false`，继续执行`cleanExpired()`。 7. **清理函数**： - `cleanExpired()`：执行自定义清理逻辑（清理过期数据）。 8. **循环退出**： - 当`running`被设为`false`时，其他线程应调用`cv_.notify_all()`唤醒此线程（避免等待100ms）。 - 唤醒后，谓词检查`!running`为`true`，退出循环，线程结束。 ### 工作流程： - 线程启动后，循环执行： 1. 上锁 2. 等待（最多100ms）直到`running`变为`false` 3. 若超时，则执行清理 4. 解锁（在`lock`离开作用域时） - 当需要停止线程时： 1. 设置 `running = false;` 2. 调用 `cv_.notify_all();`（通知条件变量） ### 注意事项： 1. **线程安全**： - `running` 是共享变量，需在修改和读取时加锁（或使用原子变量）。 - 此处通过互斥锁和条件变量保护。 2. **虚假唤醒**： - 条件变量可能被虚假唤醒（无通知时唤醒），但谓词检查可避免问题。 3. **停止线程**： - 在析构函数中应停止线程： ```cpp ~MyClass() { { std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_); running = false; } cv_.notify_all(); // 唤醒线程 if (cleaner_thread.joinable()) cleaner_thread.join(); // 等待线程结束 } ``` ### 完整示例： ```cpp class MyClass { std::atomic<bool> running{true}; // 或使用bool配合互斥锁 std::mutex mutex_; std::condition_variable cv_; std::thread cleaner_thread; public: MyClass() { cleaner_thread = std::thread([this] { while (running) { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); cv_.wait_for(lock, 100ms, [this] { return !running; }); if (running) { // 注意：可能因超时且running仍为true而执行清理 cleanExpired(); } } }); } ~MyClass() { stop(); } void stop() { { std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_); running = false; } cv_.notify_all(); if (cleaner_thread.joinable()) { cleaner_thread.join(); } } void cleanExpired() { /* ... */ } }; ``` --- §§相关问题§§: 1. 条件变量`std::condition_variable`的`wait_for`方法在超时后返回什么值？ 2. 为什么在条件变量等待时需要传入一个谓词（predicate）？ 3. 如何避免线程在析构时出现资源泄漏？ 4. 使用原子布尔变量`std::atomic<bool>`和普通布尔变量配合互斥锁有何区别？</think>### 详解线程与条件变量用法 这段代码创建了一个后台清理线程，用于周期性地执行 `cleanExpired()` 函数。以下是逐行解析： ```cpp std::thread cleaner_thread; // 声明线程对象（未启动） cleaner_thread = std::thread([this] { // 启动线程并传入lambda表达式 while (running) // 循环条件：当running为true时继续执行 { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); // 获取互斥锁 // 条件变量等待（核心部分） cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(100), [this] { return !running; // 等待条件：当running变为false时停止等待 }); cleanExpired(); // 执行清理操作 } }); ``` ### 关键组件解析： 1. **Lambda表达式捕获**： ```cpp [this] { ... } // 捕获当前对象的this指针 ``` - 允许在lambda内部访问类的成员变量（`running`, `mutex_`, `cv_`） 2. **互斥锁管理**： ```cpp std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); ``` - RAII风格锁：构造时自动加锁，析构时自动解锁 - `std::unique_lock` 比 `lock_guard` 更灵活（支持条件变量） 3. **条件变量等待**： ```cpp cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(100), predicate); ``` - **三参数重载**：`wait_for(lock, timeout_duration, predicate)` - **等效逻辑**： ```cpp while (!predicate()) { if (cv_.wait_for(lock, timeout_duration) == std::cv_status::timeout) break; } return predicate(); ``` 4. **等待过程详解**： - 检查谓词 `!running`： - 若 `running == false`，立即返回 - 若 `running == true`，释放锁并进入等待 - 两种唤醒方式： 1. **超时唤醒**：100ms后自动唤醒 2. **通知唤醒**：其他线程调用 `cv_.notify_one()` 或 `cv_.notify_all()` - 唤醒后： - 重新获取锁 - 再次检查谓词 `!running` - 返回检查结果 5. **循环逻辑**： ```cpp while (running) { // 等待最多100ms cleanExpired(); } ``` - 当 `wait_for` 返回 `true`（`!running == true`），循环终止 - 当 `wait_for` 返回 `false`（超时且 `running` 仍为真），执行清理 ### 完整工作流程： 1. 线程启动，进入循环 2. 获取互斥锁 3. 等待最多100ms： - 若收到停止信号（`running=false`），跳出循环 - 若超时，继续执行 4. 执行 `cleanExpired()` 5. 锁在作用域结束时自动释放 6. 重复步骤2-5直到 `running=false` ### 典型使用场景： ```cpp class CleanerService { std::atomic<bool> running{true}; std::mutex mutex_; std::condition_variable cv_; std::thread cleaner_thread; public: void start() { cleaner_thread = std::thread([this] { while (running) { std::unique_lock lock(mutex_); cv_.wait_for(lock, 100ms, [this] { return !running; }); cleanExpired(); } }); } void stop() { { std::lock_guard lock(mutex_); running = false; } cv_.notify_all(); // 唤醒等待的线程 cleaner_thread.join(); } void cleanExpired() { /* 清理逻辑 */ } }; ``` ### 注意事项： 1. **虚假唤醒**：条件变量可能意外唤醒，谓词检查必不可少 2. **锁的作用域**：`unique_lock` 确保在等待期间释放锁 3. **停止机制**：必须通过 `notify` 唤醒等待线程，否则可能延迟退出 4. **原子布尔量**：`running` 应使用 `atomic` 或受互斥锁保护 ---