スレッドはmutexをstd :: conditional_variable :: wait（）より速くロックします

Question

私はcondition_variablesを理解しようとしています。

私は私のコードは次のように動作する必要がありますね：
3.スレッドが
4.スレッドが
5に通知送信MXをロックするロック解除ここ< =通知）
1.メインロックMX
2.メイン待ち時間（スレッドのロック解除mx
メインwait（）が終了してロックmx

なぜスレッドは通知後にwait（）呼び出しよりも速くmxをロックできますか？
Example

#include <iostream> 
#include <future> 
#include <condition_variable> 
#include <vector> 

using namespace std::chrono_literals; 

std::shared_future<void> ready; 

std::mutex finish_mx; 
std::condition_variable finish_cv; 

int execute(int val, const std::shared_future<void> &ready){ 
    ready.wait(); 

    std::lock_guard<std::mutex> lock(finish_mx); 
    std::cout<<"Locked: "<<val<<std::endl; 
    finish_cv.notify_one(); 

    return val; 
} 


int main() 
{ 
    std::promise<void> promise; 
    auto shared = promise.get_future().share(); 

    std::vector<std::future<int>> pool; 
    for (int i=0; i<10; ++i){ 
     auto fut = std::async(std::launch::async, execute, i, std::cref(shared)); 
     pool.push_back(std::move(fut)); 
    } 

    std::this_thread::sleep_for(100ms); 

    std::unique_lock<std::mutex> finish_lock(finish_mx); 
    promise.set_value(); 

    for (int i=0; pool.size() > 0; ++i) 
    { 
     finish_cv.wait(finish_lock); 
     std::cout<<"Notifies: "<<i<<std::endl; 

     for (auto it = pool.begin(); it != pool.end(); ++it) { 
      auto state = it->wait_for(0ms); 
      if (state == std::future_status::ready) { 
       pool.erase(it); 
       break; 
      } 
     } 
    } 
} 

出力例：

Locked: 6 
Locked: 7 
Locked: 8 
Locked: 9 
Locked: 5 
Locked: 4 
Locked: 3 
Locked: 2 
Locked: 1 
Notifies: 0 
Locked: 0 
Notifies: 1 

編集

for (int i=0; pool.size() > 0; ++i) 
{ 
    finish_cv.wait(finish_lock); 
    std::cout<<"Notifies: "<<i<<std::endl; 

    auto it = pool.begin(); 
    while (it != pool.end()) { 
     auto state = it->wait_for(0ms); 
     if (state == std::future_status::ready) { 
      /* process result */ 
      it = pool.erase(it); 
     } else { 
      ++it; 
     } 
    } 
} 

Answer 1

これは、ミューテックスロックの取得を待機している方法を使用しているOSのスケジュールスレッドに依存します。すべてのexecuteスレッドはすでに最初のnotify_one前にmutexロックを取得するために待機しているので、ミューテックスをロックするために待機しているスレッドの簡単なFIFOキューがありますならば、それらはすべて先に、キュー内のmainスレッドのです。各mutexがmutexをロック解除すると、その次のmutexがmutexをロックします。

これは、条件変数よりも「高速」なmutexとは関係がありません。条件変数は、同じmutexをロックしてwaitから戻る必要があります。

のスレッドがすべて準備完了するとすぐに、waitのスレッドから戻り、すべてのミューテックスをロックして、ウェイターのキューに参加しようとします。条件変数が待機を開始すると、mutexはロック解除され、他のスレッド（キューの前面にあるスレッド）の1つがロックを取得します。 notify_oneを呼び出します。これにより、条件変数はmutexを再ロックしようとし、キューの後ろに参加します。通知スレッドはmutexのロックを解除し、キュー内の次のスレッドはロックを取得し、notify_oneを呼び出します（条件変数がすでに通知され、mutexのロックを待機しているため何もしません）。次に、キュー内の次のスレッドがミューテックスを取得します。

executeスレッドのうちの1つが、最初のnotify_oneコールの前にキューに入るのに十分速く実行されなかったようです。そのため、条件変数の後ろのキューに入ります。