std::condition_variable::wait_for 是 C++11 引入的条件变量的一部分，用于在一定时间内等待通知。它是 std::condition_variable 类的成员函数之一，可以使线程在等待某条件变为真时，最多等待指定的时间段。

使用方法

在 std::condition_variable 中，wait_for 的主要形式如下：

cpp

template< class Rep, class Period >
std::cv_status wait_for( std::unique_lock<std::mutex>& lock,
                         const std::chrono::duration<Rep,Period>& rel_time );
 
template< class Rep, class Period, class Predicate >
bool wait_for( std::unique_lock<std::mutex>& lock,
               const std::chrono::duration<Rep,Period>& rel_time,
               Predicate pred );

• 第一种形式无谓词，等待特定的时间段或直到被其他线程通知。
• 第二种形式带有谓词，等待特定的时间段或直到谓词返回 true。

参数说明

• lock：一个 std::unique_lock<std::mutex> 对象，负责在等待期间持有互斥锁。
• rel_time：等待的相对时间，是 std::chrono::duration 类型。
• pred：谓词（lambda 或可调用对象），用于判断条件是否满足。

返回值

• 如果无谓词版本的 wait_for 在指定时间段内被唤醒，则返回 std::cv_status::no_timeout；如果超时则返回 std::cv_status::timeout。
• 如果带有谓词的 wait_for 在指定时间段内被唤醒并且谓词返回 true，则返回 true；否则返回 false。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了如何使用 std::condition_variable::wait_for 来实现限时等待：

cpp

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <chrono>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void worker() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟工作
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        ready = true;
    }
    cv.notify_one(); // 通知等待的线程
}

int main() {
    std::thread t(worker);

    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    if (cv.wait_for(lock, std::chrono::seconds(2), []{ return ready; })) {
        std::cout << "Worker线程已完成工作。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "等待超时。" << std::endl;
    }

    t.join();
    return 0;
}

在这个示例中：

1. worker 线程模拟了一些工作，睡眠 1 秒后设置 ready 为 true 并通知主线程。
2. 主线程启动 worker 线程并等待条件变量至多 2 秒，检查 ready 是否变为 true。
3. 如果在 2 秒内 ready 变为 true，则输出 "Worker线程已完成工作。"，否则输出 "等待超时。"

4. 在调用 wait_for 函数时，会在内部解锁 lock，并在等待期间重新获取锁。这样做是为了避免死锁，并且符合条件变量的使用惯例。

   具体地说，wait_for 函数会在等待之前释放 lock，使得其他线程可以在需要时获取该锁。当条件变量满足等待条件或超时后，wait_for 函数会重新获取 lock，并继续执行。

   因此，在使用 wait_for 函数时，无需手动在等待之前释放锁或在等待结束后重新获取锁，这些操作都由 wait_for 函数在内部处理。

通过这个示例，可以看到 std::condition_variable::wait_for 如何用于实现限时等待和条件判断，从而使得多线程编程更加灵活和高效。