单个std::unique_lock搭配两次condition_variable.wait_for的问题排查

std::mutex mut;
std::condition_variable cond;
bool is_ok = false;

void func() {
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mut);
    if (!cond.wait_for(lck,
                        std::chrono::seconds(3),
                        [&] { return is_ok; })) {
        std::cout << "wait 1" << std::endl;
    }
    std::cout << "ok 1" << std::endl;
    if (!cond.wait_for(lck,
                        std::chrono::seconds(8),
                        [&] { return is_ok; })) {
        std::cout << "wait 2" << std::endl;
    }
    std::cout << "ok 2" << std::endl;
}

int main(){
    std::thread t(func);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lck(mut);
        is_ok = true;
    }
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));
    if (t.joinable()){
        t.join();
    }    
}

问题解答 #

1. 线程t与主线程的运行顺序 #

主线程启动线程t后立即进入1秒睡眠；此时线程t开始执行，获取互斥锁mut后进入第一个cond.wait_for（等待期间会释放锁）。
主线程睡眠结束后，加锁将is_ok设为true，随后进入10秒睡眠——但主线程没有调用cond.notify_*通知条件变量，因此线程t会等待满3秒超时，此时检查谓词发现is_ok已满足，于是继续执行：打印ok 1，接着进入第二个wait_for，因is_ok已经为true，直接返回并打印ok 2，线程t终止。
主线程10秒睡眠结束后，调用join时线程t已结束，最终主线程退出。

2. 两次cond.wait_for调用是否均有效 #

两次调用均有效：

• 第一次wait_for：线程t会等待满3秒超时（因主线程未通知条件变量），超时后检查谓词发现is_ok为true，因此返回true，不会执行wait 1的打印逻辑。
• 第二次wait_for：由于is_ok已经是true，谓词直接满足，wait_for会立即返回true，无需进入等待状态。

3. 程序出现「Killed - processing time exceeded，Program terminated with signal: SIGKILL」错误的原因 #

主线程的总睡眠时长为1秒+10秒=11秒，加上线程t的执行时间，整个程序的运行时长超过了在线编译平台的默认运行时间限制（通常为10秒），因此被系统发送SIGKILL信号强制终止。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者f1msch