muduo库-线程同步CountDownLatch/Condition

多线程同步中的问题

多线程环境中，常有这样一种同步情况：一个线程等待其他所有线程完成指定工作。比如，在开启一个新线程后，虽然已经启动线程函数，很可能还有一些准备工作需要完成（如更新当前线程id，名称等信息），这样，调用线程（创建线程的线程）并不能马上投入工作，立即向新线程传递数据，可能造成未定义行为，如调用线程的某段代码依赖于子线程id。

在muduo库中使用CountDownLatch类来解决这个问题。

Condition

Condition类图：

Condition类是muduo库中对系统线程条件变量类函数进行的封装；往往跟mutexlock配合使用，但也不控制其对象的生存期。

整个condition类主要为方便用户使用，封装pthread_cond_signal为notify()，封装pthread_cond_broadcast为notifyAll();封装pthread_cond_wait为wait()；封装pthread_cond_timedwait为waitForSeconds();

CountDownLatch

CountDownLatch 也被称为门阀 、计数器 或者 闭锁。用于多个线程之间的同步，特别是一个线程等待另一个或多个线程。CountDownLatch类图如下：

CountDownLatch内部持有一个向下计数的计数器count_，构造时给定一个初值，代表需要等待的线程数。每个线程完成一个任务，count_减1，当count_值减到0时，代表所有线程已经完成了所有任务，在CountDownLatch上等待的线程就可以继续执行了。

CountDownLatch的接口

需要等待其他线程完成任务的线程，调用wait()，等待count_变为0；

任务线程，如果完成了任务，就调用countDown()，将count_计数值-1，值减到0时，会唤醒所有等待线程继续执行；

/**
* Count down from a count user specified to zero.
*
* Thread safe.
*/
class CountDownLatch
{
public:
    explicit CountDownLatch(int count);

    /**
     * Wait until count_ decrease to 0
     */
    void wait();
    /**
     * Decrease 1 in count_
     */
    void countDown();

    /**
     * Return the value of count_
     */
    int getCount() const;

private:
    mutable MutexLock mutex_;
    Condition cond_ GUARDED_BY(mutex_);
    int count_ GUARDED_BY(mutex_);
};

CountDownLatch的实现

通过mutex_，确保所有对count_的操作，都是线程安全的。

CountDownLatch::CountDownLatch(int count) : mutex_(), cond_(mutex_), count_(count)
{
}

void CountDownLatch::wait()
{
    MutexLockGuard lock(mutex_);
    while (count_ > 0)
    {
        cond_.wait();
    }
}

/**
* Count down count_ from init value to 0, then notify thread
* waiting on the condition cond_.
*/
void CountDownLatch::countDown()
{
    MutexLockGuard lock(mutex_);
    --count_;
    if (count_ == 0)
    {
        cond_.notifyAll();
    }
}

int CountDownLatch::getCount() const {
    MutexLockGuard lock(mutex_);
    return count_;
}

参考：muduo笔记 线程同步CountDownLatch