當某個線程持有這把鎖的時候(就是所謂的加鎖)，那么這個線程是獨占所有的資源，這里的資源指的是執(zhí)行的權限，其他要搶奪資源的線程都不得不等待。在很多情況下，這都容易適用，但是有些情況下，卻會產(chǎn)生一些異常情況。

在生產(chǎn)消費者模型當中，肯定都會用到互斥鎖的機制的，當生產(chǎn)者往隊列中放數(shù)據(jù)的瞬間，消費者是不能取數(shù)據(jù)的，那這時候可能會碰見一個問題，如果生成者因為某些原因，放數(shù)據(jù)過慢，但是消費者取數(shù)據(jù)很快，當隊列中沒有數(shù)據(jù)了，消費者還去取的話，就會發(fā)生異常情況。有些人可能會說，加個條件判斷一下隊列是否為空不就可以了。

這個肯定是當然可以的，但是在隊列依舊沒有數(shù)據(jù)的這一段時間，是要不斷的循環(huán)判斷這個條件，CPU肯定是會飆升的，浪費了很多不必要的資源。

這時候我們設想，能否設計這樣的一種機制，如果在隊列沒有數(shù)據(jù)的時候，消費者線程能一直阻塞在那里，等待著別人給它喚醒，在生產(chǎn)者往隊列中放入數(shù)據(jù)的時候通知一下這個等待線程，喚醒它，告訴它可以來取數(shù)據(jù)了。

于是多線程中的條件變量就橫空出世！

條件變量是多線程數(shù)據(jù)同步的一種操作，不管是用哪種框架，哪種語言實現(xiàn)多線程的功能，條件變量都是不得不考慮的一種情況。C++中提供了#include <condition_variable>頭文件，里面就包含了條件變量的相關類。其中有兩個非常重要的接口，wait()和notify_one()，wait()可以讓線程陷入休眠狀態(tài)，意思就是不干活了，notify_one()就是喚醒真正休眠狀態(tài)的線程，開始干活了。當然還有notify_all()這個接口，顧名思義，就是通知所有正在等待的線程，起來干活了。

以下是代碼的實現(xiàn)部分

#include <iostream>
#include <deque>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
using namespace std;
 
deque<int> q;
mutex mt;
condition_variable cond;
 
void thread_producer()
{
    int count = 10;
    while (count > 0)
    {
        unique_lock<mutex> unique(mt);
        q.push_front(count);
        unique.unlock();
        cout << "producer a value: " << count << endl;
        cond.notify_one();
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
        count--;
    }
}
 
void thread_consumer()
{
    int data = 0;
    while (data != 1)
    {
        unique_lock<mutex> unique(mt);
        while (q.empty())
            cond.wait(unique);
        data = q.back();
        q.pop_back();
        cout << "consumer a value: " << data << endl;
        unique.unlock();
    }
}
 
int main()
{
    thread t1(thread_consumer);
    thread t2(thread_producer);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

生產(chǎn)者：首先生產(chǎn)者利用unique_lock來加鎖，然后將生產(chǎn)的數(shù)據(jù)放入隊列，打印，解鎖，一旦解鎖之后，消費者獲得了執(zhí)行機會。

消費者：另一方面消費者就會通過unique_lock獲得控制權，也就是獲得鎖，然后判斷隊列為空的話就一直盜用wait()函數(shù)阻塞在那里，等待其他線程來喚醒它。而阻塞該線程時，該函數(shù)會自動解鎖，允許其他線程執(zhí)行。

生產(chǎn)者：再次回到生產(chǎn)者這里，生產(chǎn)者線程利用利用條件變量cond.notify_one()來通知阻塞的線程起來干活了。

消費者：阻塞在那里的消費者線程一旦得到notify喚醒，該函數(shù)取消阻塞并獲取鎖，然后取出隊列中的數(shù)據(jù)，并打印，最后解鎖。

生產(chǎn)者：再次回到生產(chǎn)者，然后生產(chǎn)者休眠1秒，這里休眠是為了模擬生產(chǎn)者生產(chǎn)慢的情況，實際開發(fā)的時候不要去休眠。最后減一，進入下一次生產(chǎn)。

以上就是利用條件變量來實現(xiàn)生產(chǎn)消費者模型，這個會大大降低CPU的占有率，當然代價就是編程稍微有點麻煩，但與這優(yōu)化程序來比，這肯定是值的。