1. 條件變量概述
多線程訪問一個共享資源（或稱臨界區），不僅需要用互斥鎖實現獨享訪問避免並發錯誤，在獲得互斥鎖進入臨界區后，有時還需檢查特定條件是否成立。
當某個線程修改測試條件后，將通知其它正在等待條件的線程繼續往下執行。
條件變量需要和一個互斥鎖綁定，這個互斥鎖的作用為：a. 互斥地訪問臨界資源。 b. 保護測試條件。
1）wait線程從條件不滿足，等待到重新執行過程，以 pthread_cond_wait 為例。
a. (wait前必須先加鎖)調用線程將自己放入等待隊列，mutex解鎖。（調用線程己加入等待隊列並解鎖，此時，允許其他線程改變“測試條件”）
b. 掛起，等待pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast去喚醒。（其他線程改變測試條件，當條件滿足時會發出通知）
c. 被喚醒，mutex加鎖。
關於條件變量的幾個問題：
(1) 為什么在pthread_cond_wait之前需要加鎖？
mutex是用來保護“測試條件”的，調用者將mutex傳遞給pthread_cond_wait，該函數內部會自動將調用線程放到等待隊列中，然后再解鎖mutex，
並等待“測試條件”成立。這種做法關閉了從我們檢測“測試條件”的時刻到將線程放入到等待隊列之間的這段“時間窗口”，使得“測試條件”
在線程加入等待隊列之前不會被其他線程修改，從而確保調用線程不會錯過“測試條件”的改變。最后，當pthread_cond_wait返回前,mutex又被上鎖了。
(2) 為什么使用while語句來循環判斷“測試條件”而不使用if語句？
線程API存在一個事實（很多語言中都如此，不僅僅是C++），就是即使在沒有通知條件變量的情況下線程也可能被喚醒，這樣的喚醒稱為虛假喚醒
(spurious wakeups)，但此時“測試條件”往往並沒有被滿足。因此正確的做法是，通過while循環確認等待的“測試條件”是否確己發生並將其作
為喚醒后的首個動作來處理，一旦確認是“虛假喚醒”則繼續wait等待。而如果使用if語句，則喚醒后無法進行這種確認從而可能導致錯誤。
(3）pthread_cond_signal 和 pthread_mutex_unlock順序問題
a. pthread_cond_signal放於pthread_mutex_unlock之前
在上面對wait線程的解析中，我們可以看到，wait線程被喚醒后是會對mutex重新加鎖的，但此時鎖可能還沒有被notify線程釋放(會發生這
種現象就是因為系統對線程的調度)，會造成等待線程從內核中喚醒然后又回到內核空間（因為cond_wait返回后會有原子加鎖的行為），
所以一來一回會有性能的問題。但在Linux中推薦使用這種模式。
b. pthread_cond_signal放於pthread_mutex_unlock之后
不會出現之前說的那個潛在的性能損耗，因為在signal之前就已經釋放鎖了。但如果unlock和signal之前，有個低優先級的線程正在mutex上
等待的話，那么這個低優先級的線程就會搶占高優先級的線程（cond_wait的線程)。
2）notify線程：在wait線程阻塞期間，notify線程獲取互斥鎖並進入臨界區內訪問共享資源，然后改變測試條件，當條件滿足時通知在條件變
量上等待的wait線程。wait線程確認條件成立后重新申請對該互斥鎖加鎖，否則繼續等待。
條件變量類部分定義如下：
class condition_variable
{
public:
using native_handle_type = _Cnd_t;
condition_variable() { _Cnd_init_in_situ(_Mycnd()); } // 默認構造函數
~condition_variable() noexcept { _Cnd_destroy_in_situ(_Mycnd()); } // 析構函數
condition_variable(const condition_variable&) = delete;
condition_variable& operator=(const condition_variable&) = delete; // 不可復制和移動
void notify_one() noexcept { _Check_C_return(_Cnd_signal(_Mycnd())); } // 喚醒一個等待線程
void notify_all() noexcept { _Check_C_return(_Cnd_broadcast(_Mycnd())); } // 喚醒所有的等待線程
void wait(unique_lock<mutex>& _Lck) { // 等待，直到被喚醒
_Check_C_return(_Cnd_wait(_Mycnd(), _Lck.mutex()->_Mymtx()));
}
template <class _Predicate>
void wait(unique_lock<mutex>& _Lck, _Predicate _Pred) { // 等待信號並測試條件
while (!_Pred()) { // 判斷測試條件，只有當Pred不成立時才阻塞
wait(_Lck);
}
}
};
使用條件變量的wait線程基本流程：
2. mutex+condition_variable實現信號量
1）P和V操作：信號量是一個整數 count，提供兩個原子(atom，不可分割)操作：P 操作和 V 操作，或是說 wait 和 signal 操作。
a. P操作 (wait操作)：count 減1，如果 count < 0 那么掛起執行線程。
--count; //表示申請一個資源
if (count < 0) //表示沒有空閑資源
{
調用進程進入等待隊列Queue;
阻塞進程;
}
b. V操作 (signal操作)：count 加1，如果 count <= 0 那么喚醒一個執行線程。
++count; //表示釋放一個資源
if (count <= 0) //表示有進程處於阻塞狀態
{
從等待隊列Queue中取出一個進程P;
進程P進入就緒隊列;
}
來一個進程取一把鎖(count減1)，如果發現鎖的數量小於0，即沒有鎖了? 於是只能進行(wait)，直到有其它進程釋放出一把鎖為止。
進程的事情辦完后，要出去了，還回一把鎖(count加1)，如果發現 count <=0，即有進程在等，於是把自己的鎖給它，喚醒一個等待的線程。
2）代碼實現如下
class semaphore
{
public:
semaphore(int value = 1): count(value) {}
void P() {
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
if (--count < 0) condition.wait(lock);
}
void V() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
if(++count <= 0) condition.notify_one();
}
private:
int count;
std::mutex mutex;
std::condition_variable condition;
};