Condition Variable
Condition Variable은 Event의 변종
앞선 Event 코드에서...
mutex m;
queue<int32> q;
void Producer()
{
while(true)
{
{
unique_lock<mutex> lock(m);
q.push(100);
}
::SetEvent(handle); //Event의 상태를 Signal로 변경
//만약 sleep하지 않고 Producer가 생산을 불안정 주기로 계속 한다면?
//this_thread::sleep_for(10000ms);
}
}
void Consumer()
{
while(true)
{
::WaitForSingleObject(handle, INFINITE); //무한 대기 -> 초록불일때까지 기다림.
//auto 옵션이므로 여기서 다시 Signal이 빨간불로 바뀜.
//만약 manual 옵션이라면 ::ResetEvent(handle); 추가
unique_lock<mutex> lock(m);
if (q.empty() == false)
{
int32 data = q.front();
q.pop();
cout << q.size() << endl; // 데이터가 아닌 큐의 크기를 출력하도록 변경
}
}
}
HANDLE handle; //생산자, 소비자에서 사용 가능하게끔 전역으로 선언
int main()
{
//커널 오브젝트
handle = ::CreateEvent(NULL/*보안속성*/, FALSE/*auto reset*/, FALSE/*초기 상태*/, NULL/*이름*/);
thread t1(Producer);
thread t2(Consumer);
t1.join();
t2.join();
::CloseHandle(handle); //사용이 끝난 Handle은 수거를 하는 것이 바람직함.
return 0;
}
- 생산자가 데이터를 넣고 파란불을 켜고, 소비자는 파란불을 확인하고 데이터를 꺼내고 빨간불로 바꾸고... 를 반복하면 q.size()는 0만 출력되지 않을까?
- 실제로 실행해보면 데이터가 무한정 계속 늘어나는 것을 확인할 수 있다.
왜 데이터가 계속 늘어나는가?
void Producer()
{
while(true)
{
{
unique_lock<mutex> lock(m);
q.push(100);
}
::SetEvent(handle);
}
}
void Consumer()
{
while(true)
{
::WaitForSingleObject(handle, INFINITE);
//----- The Section -----
unique_lock<mutex> lock(m);
if (q.empty() == false)
{
int32 data = q.front();
q.pop();
cout << q.size() << endl;
}
}
}
- 생산자가 데이터를 삽입하고 초록불로 바꿈
- 소비자는 초록불을 확인하고 빨간불로 바꿈,
The Section진입 - !!여기서 생산자가 또 다시 데이터를 삽입하려고 함
- 소비자는 락을 걸고 큐 사이즈를 읽어야 하는데, 이미 생산자가 락을 건 상태 ㅠㅠ
- 결과적으로 다음에 운 좋게 락이 풀렸을떄 큐에서 pop하고 사이즈를 읽는데, 이때는 이미 큐에 여러개의 데이터가 삽입된 상태임.
Consumer
unique_lock<mutex> lock(m);
while (q.empty() == false) //if를 while로
{
int32 data = q.front();
q.pop();
cout << q.size() << endl;
}
- 따라서 이런경우 if 대신 while을 사용하여 큐를 전부 비워주는 등의 조치를 취해야 함.
Condition Variable
mutex m;
//condition_variable 은 표준 mutex와 함께 동작한다.
condition_variable cv;
//일반적인 상황으로 확장시, _any 사용. 이 경우 따로 라이브러리를 불러와야 한다.
#include <condition_variable>
condition_variable_any;
💡 참고 : CV는 User-Level Object이다. (Kernel Object가 아님)
- Contidion Variable은 항상 Lock과 짝지어 사용한다.
코드
void Producer()
{
while(true)
{
// --- CV 사용법 ---
// 1) Lock을 잡고
// 2) 공유 변수 값을 수정
// 3) Lock을 풀고
// 4) 조건변수 통해 다른 쓰레드에게 통지
{
unique_lock<mutex> lock(m); // 1)
q.push(100); // 2)
// 3) 소멸자로 인한 Lock 자동 해제
}
// ::SetEvent(handle); 대신
cv.notify_one(); // 4) wait 중인 쓰레드가 있으면 딱 1개를 깨운다.
}
}
void Consumer()
{
while(true)
{
// ::WaitForSingleObject(handle, INFINITE); 대신
unique_lock<mutex> lock(m); // lock선언
// 큐가 비어있지 않을때까지 기다리고 싶다. (탈출 조건) 람다식 사용
cv.wait(lock, []() { return q.empty() == false; });
// 1) Lock을 잡으려고 시도 (이미 잡혔다면 자동으로 통과)
// 2) 조건 확인
// - 만족O => 빠져 나와서 이어서 코드를 진행
// - 만족X => Lock을 풀어주고 대기 상태, 다음 신호를 받으면 cv.wait() 반복
// while (q.empty() == false) 어차피 위에서 확인하므로 의미 없음.
{
int32 data = q.front();
q.pop();
cout << q.size() << endl;
}
}
}
notify_one()대신 모든 쓰레드에게 통지할 경우는notify_all()사용cv.wait()의 첫번째 인자는lock_guard가 아닌unique_lock이 와야한다. 이유는 조건부로 풀어줘야 하는 경우가 생기기 때문.