條件變數（condition variable）

有時一條執行緒持有著鎖，卻發現自己得等到某個條件變成真才能繼續——它想讀的佇列是空的、它想填的緩衝區是滿的。在持有鎖的情況下對那個條件忙碌等待，是雙重錯誤：既浪費 CPU，又一直握著鎖，使「本可讓條件成真」的那條執行緒永遠進不來。條件變數正是解決這件事。它是一間總是與某把互斥鎖配對的等候室，讓一條執行緒原子地釋放鎖並睡去，直到另一條執行緒發信號表示條件現在或許成立了。

它有三個操作。wait(cv, lock)：呼叫者（必須已經持有 lock）原子地釋放 lock 並在 cv 上阻塞；稍後被喚醒時，它會在返回前重新取得 lock。「原子地釋放並睡去」是關鍵訣竅——它堵住了那個原本可能讓喚醒被錯過的空隙。signal(cv)：喚醒一條在 cv 上等待的執行緒（若有）。broadcast(cv)：喚醒所有在 cv 上等待的執行緒。標準樣式是：取得鎖，然後 while (條件為假) wait(cv, lock);，接著行動，再釋放。另一邊的執行緒則改動狀態，然後 signal 或 broadcast 讓等待者重新檢查。

兩條不可妥協的規則，都是常見的錯誤來源。第一，永遠在 while 迴圈裡重新檢查條件，絕不要用單一的 if。執行緒可能因為「你的條件成真」以外的原因被喚醒（另一個等待者搶先到、把資源消耗掉了；有些系統還允許「假喚醒」），所以醒來後它必須重新測試條件、必要時再次 wait。第二，條件變數是無狀態、無記憶的：在沒人等待時發出的 signal 就只是丟失了，不會被記住。這正與號誌相反——號誌的計數會記住信號。因此條件本身必須住在「由互斥鎖守護的共用狀態」裡；條件變數只管睡與醒，從不管條件的真假。