我们以 C++11 的 API 接口定义来描述

大家在编写多线程类的程序时，会用到信号量 condition_variable，有没有疑惑过为什么 cv 这类接口，在调用 wait/notify 时候还需要用一个 mutex。

为什么 cv.wait() 需要用 mutex 保护？

常见的 cv 代码实现类似下方，包含三个部分：检查条件是否满足；如果不满足等待到满足；等待到满足后执行逻辑。

std::unique_lock<std::mutex> lock(cv_m);
while (!cond_ok()) {  // 1. 检查条件是否满足
    wait(lock);            // 2. 等待信号
}
// do somethings with cond // 3. 执行逻辑

如果没有一个锁保护这三个部分，会出现两种情况：

1. 在第一部分检查条件不满足，准备进行第二部分 wait信号时，另一个线程达到了信号条件并 signal ，然后执行到 wait 。这个时候 wiat 就永远挂在这儿了。
2. 在第二部分执行完成后，认为已经达到条件，准备执行第三部分的业务逻辑。另一个线程修改了条件。第三部分执行的假设是条件已经满足，违反了假设，业务逻辑可能会有问题。

所以一般会通过一个 mutex 将上述三个部分看起一个原子操作，将检查条件是否完成与等待信号量同时执行。其它线程如果 signal 信号，一定是在检查条件之前或者wait之后。

附录

1. lock-and-condition-variable
2. cppreference