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std::condition_variable_any::wait_until

From cppreference.com
 
 
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template< class Lock, class Clock, class Duration >

std::cv_status
    wait_until( Lock& lock,

                const std::chrono::time_point<Clock, Duration>& abs_time );
(1) (C++11以降)
template< class Lock, class Clock, class Duration, class Predicate >

bool wait_until( Lock& lock,
                 const std::chrono::time_point<Clock, Duration>& abs_time,

                 Predicate pred );
(2) (C++11以降)
template< class Lock, class Clock, class Duration, class Predicate >

bool wait_until( Lock& lock, std::stop_token stoken,
                 const std::chrono::time_point<Clock, Duration>& abs_time,

                 Predicate pred );
(3) (C++20以降)

wait_until は、現在のスレッドを、条件変数が通知されるか、指定された時間が経過するか、または偽のウェイクアップが発生するまでブロックします。擬似ウェイクアップを検出するために、オプションで pred を指定できます。

1) lock.unlock() をアトミックに呼び出し、*this でブロックします。
スレッドは、notify_all() または notify_one() が実行された場合、または abs_time に達した場合にブロック解除されます。擬似的にブロック解除されることもあります。
解除されると、lock.lock() を呼び出し(ロックでブロックする可能性があります)、その後返します。
2,3) 特定の条件が真になるのを待機します。偽のウェイクアップを無視するために使用できます。
2) while (!pred())
    if (wait_until(lock, abs_time) == std::cv_status::timeout)
        return pred();
return true;
と同等です。
3) この呼び出しの間、*this が登録され、stoken の関連付けられた stop-state で停止要求が行われた場合に通知されます。その後、while (!stoken.stop_requested())
{
    if (pred())
        return true;
    if (wait_until(lock, abs_time) == std::cv_status::timeout)
        return pred();
}
return pred();
と同等です。

wait_until が返された直後、lock は呼び出し元のスレッドによってロックされます。この後条件が満たされない場合[1]std::terminate が呼び出されます。

  1. これは、ミューテックスの再ロックが例外をスローした場合に発生する可能性があります。

目次

[編集] パラメーター

lock - 呼び出しスレッドによってロックされる必要があるロック
stoken - 割り込みを登録するためのストップトークン
abs_time - 待機が終了する時点
pred - 待機が完了できるかどうかをチェックする述語
型要件
-
LockBasicLockable の要件を満たす必要があります。
-
PredicateFunctionObject の要件を満たす必要があります。
-
pred() は有効な式であり、その型と値カテゴリは BooleanTestable の要件を満たす必要があります。

[編集] 戻り値

1) std::cv_status::timeout: abs_time に到達した場合。それ以外の場合は std::cv_status::no_timeout
2,3) pred() の直近の結果。呼び出し元に戻る前に。

[編集] 例外

1) タイムアウト関連の例外。
2,3) タイムアウトに関連する例外、および pred によってスローされる可能性のある例外。

[編集] 注記

標準では、abs_time に関連付けられたクロックを使用して時間を測定することを推奨しています。このクロックはモノトニッククロックである必要はありません。クロックが不連続に調整された場合の動作に関する保証はありませんが、既存の実装では abs_timeClock から std::chrono::system_clock に変換し、POSIX の pthread_cond_timedwait に委譲するため、待機はシステムクロックの調整を尊重しますが、ユーザー提供の Clock の調整は尊重しません。いずれにしても、スケジューリングまたはリソース競合による遅延のため、関数は abs_time が経過した後よりも長く待機する可能性があります。

使用中のクロックが std::chrono::steady_clock またはその他のモノトニッククロックであっても、システムクロックの調整により擬似ウェイクアップが発生する可能性があります。

notify_one()/notify_all() と、wait()/wait_for()/wait_until() の 3 つのアトミック部分(アンロック+待機、ウェイクアップ、ロック)の効果は、単一の全順序で発生します。これは、アトミック変数の一連の 変更順序 と見なすことができます。この順序は、この個別の条件変数に固有のものです。これにより、例えば、notify_one() の呼び出しが行われた直後に待機を開始したスレッドを解除するために notify_one() が遅延することは不可能になります。

[編集]

#include <chrono>
#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <thread>
 
std::condition_variable_any cv;
std::mutex cv_m; // This mutex is used for three purposes:
                 // 1) to synchronize accesses to i
                 // 2) to synchronize accesses to std::cerr
                 // 3) for the condition variable cv
int i = 0;
 
void waits()
{
    std::unique_lock<std::mutex> lk(cv_m);
    std::cerr << "Waiting... \n";
    cv.wait(lk, []{ return i == 1; });
    std::cerr << "...finished waiting. i == 1\n";
}
 
void signals()
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lk(cv_m);
        std::cerr << "Notifying...\n";
    }
    cv.notify_all();
 
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
 
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lk(cv_m);
        i = 1;
        std::cerr << "Notifying again...\n";
    }
    cv.notify_all();
}
 
int main()
{
    std::thread t1(waits), t2(waits), t3(waits), t4(signals);
    t1.join(); 
    t2.join(); 
    t3.join();
    t4.join();
}

実行結果の例

Waiting...
Waiting...
Waiting...
Notifying...
Notifying again...
...finished waiting. i == 1
...finished waiting. i == 1
...finished waiting. i == 1

[編集] 不具合報告

以下の動作変更を伴う欠陥報告が、以前に公開されたC++標準に遡って適用されました。

DR 適用対象 公開された動作 正しい動作
LWG 2093 C++11 タイムアウト関連の例外が仕様に欠けていました。 これらの例外に言及
LWG 2114
(P2167R3)
C++11 bool への変換可能性は、実装の期待を反映するには弱すぎた 要件が強化された
LWG 2135 C++11 lock.lock() が例外をスローした場合の動作が不明確だった この場合、std::terminate を呼び出す

[編集] 関連項目

条件変数が通知されるまで現在のスレッドをブロックする
(public member function) [編集]
wait_until
指定された時刻に達するか、または条件変数(condition variable)が起動されるまで、現在のスレッドをブロックする。
(public member function) [編集]
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