互斥锁（Mutex）和条件变量（Condition Variable）的作用

互斥锁（Mutex，全称Mutual Exclusion Lock）是一种用于多线程编程中的同步原语，其主要作用是确保在任何给定时间只有一个线程可以访问共享资源，以避免多个线程同时对共享资源进行写操作或读取操作时可能出现的竞争条件。具体来说，互斥锁的作用可以归纳为以下几点：

互斥访问：互斥锁确保同一时间只有一个线程可以获得锁并访问共享资源。当一个线程获得了互斥锁后，其他线程需要等待，直到该线程释放锁。这样可以有效防止多个线程同时修改同一数据，导致数据不一致的问题。
数据一致性：通过限制对共享资源的串行访问，互斥锁可以防止多个线程同时对共享资源进行写操作，从而确保数据的一致性和正确性。这对于需要维护数据完整性的应用来说至关重要。
线程安全：互斥锁提供了一种机制来保护共享资源免受并发访问的影响，从而确保多线程环境下的线程安全性。它可以防止多个线程同时对共享资源进行写操作或读取操作，避免了竞态条件和数据竞争的问题。
同步和互斥：除了保护共享资源外，互斥锁还可以用于同步多个线程之间的操作。通过在关键部分获取和释放锁，互斥锁可以确保线程的有序执行，从而实现了线程之间的同步。

条件变量（Condition Variable）是在多线程程序中用于实现“等待–>唤醒”逻辑的一种机制，它与互斥锁紧密合作，共同维护线程间的同步和协调。条件变量的具体作用包括：

通知线程：当某个条件被满足时，一个线程可以通过调用条件变量的notify_one()或notify_all()函数来通知其他等待该条件的线程。这样，被唤醒的线程可以继续执行后续操作，而无需无限期地等待。
等待条件：线程可以通过调用条件变量的wait()、wait_for()或wait_until()函数来等待某个特定条件的满足。在等待期间，线程会释放与之关联的互斥锁并进入阻塞状态。当条件满足或发生超时等事件时，线程会被唤醒并重新获取互斥锁，然后检查条件是否确实满足。
避免虚假唤醒：条件变量机制允许线程在没有任何实际通知的情况下被唤醒（虚假唤醒）。因此，在使用条件变量时，通常需要在一个循环中检查条件是否真正满足，以避免因虚假唤醒而导致的错误行为。
与互斥锁协同工作：条件变量通常与互斥锁一起使用，以确保在检查和修改条件时的线程安全。线程在调用wait()函数之前必须持有与条件变量关联的互斥锁，而在wait()函数返回时，线程会自动重新获取该互斥锁。这样可以防止在等待条件满足的过程中发生竞态条件。