初始化条件变量
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cv,pthread_cond_attr *cattr); 函数返回值:返回0表示成功,返回其他表示失败。 参数: pthread_cond_attr是用来设置pthread_cond_t的属性,当传入的值是NULL的时候表示使用默认的属性。
函数返回时,创建的条件变量保存在cv所指向的内存中,可以用宏PTHREAD_COND_INITIALIZER来初始化条件变量。值得注意的是不能使用多个线程初始化同一个条件变量,当一个线程要使用条件变量的时候确保它是未被使用的。
条件变量的销毁
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cv); 返回值:返回0表示成功,返回其他值表示失败。
条件变量的使用:
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cv,pthread_mutex_t *mutex) int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cv);
使用方式如下:
pthread_mutex_lock(&mutex) while or if(线程执行的条件是否成立)pthread_cond_wait(&cond,&mutex); 线程执行 pthread_mutex_unlock(&mutex);
为什么要加锁
- 线程在执行的部分访问的是进程的资源,有可能多个线程需要访问它,为了避免由于线程并发执行所引起的资源竞争,所以要让每个线程互斥的访问公共资源。
- 如果while或if判断不满足线程的执行条件时,线程回调用pthread_cond_wait阻塞自己。pthread_cond_wait被调用线程阻塞的时候,pthread_cond_wait会自动释放互斥锁。线程从调用pthread_cond_wait到操作系统把他放在线程等待队列之后的时候释放互斥锁。
使用while和if判断线程执行条件释放成立的区别。
在多线程资源竞争的时候,在一个使用资源的线程里面(消费者)判断资源是否可用,不可用便调用pthread_cond_wait,在另一个线程里面(生产者)如果判断资源可用的话,则会调用pthead_cond_signal发送一个资源可用的信号。
但是在wait成功之后,资源就不一定可以被使用,因为同时有两个或两个以上的线程正在等待次资源,wait返回后,资源可能已经被使用了,在这种情况下
while(resource == FALSE)pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
如果之后只有一个消费者,就可使用if。
分解pthread_cond_wait动作为以下步骤:
- 线程放在等待队列上,解锁
- 等待pthread_cond_signal或者pthread_cond_broadcast信号之后去竞争锁
- 若竞争到互斥锁则加锁
有可能多个线程在等待这个资源可用的信号,信号发出去之后只有一个资源可用,但是有A,B两个线程在等待,B速度比较快,获得互斥锁,然后加锁,消耗资源,然后解锁,之后A获得互斥锁,但它回去发现资源已经被使用了,它便有两个选择,一个失去访问不存在的资源,另一个就是继续等待,那么等待下去的条件就是使用while,要不然使用if的话pthread_cond_wait返回后,就会顺序执行下去。
等待线程:
pthread_cond_wait 前要加锁
pthread_cond_wait 内部会解锁,然后等待条件变量被其他线程激活
pthread_cond_wait 被激活后会再自动加锁
激活线程
加锁(和等待线程用同一个锁)
pthread_cond_signal 发送信号(阶跃信号前最后判断有无等待线程)
解锁
激活线程的上面三个操作再运行时间上都是再等待线程的pthread_cond_wait函数内部。
/*** pthread_if.c ***/ #include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<pthread.h>pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;int count = 0;void *decrement(void *arg) {printf("in derment\n");pthread_mutex_lock(&mutex);if(count == 0)pthread_cond_wait(&cond,&mutex);count--;printf("----decrement:%d\n",count);printf("out decrement\n");pthread_mutex_unlock(&mutex);return NULL; }void *increment(void *arg) {printf("in increment\n");pthread_mutex_lock(&mutex);count++;printf("-----increment:%d\n",count);if(count != 0){pthread_cond_signal(&cond);}printf("out increment\n");pthread_mutex_unlock(&mutex);return NULL; }int main() {pthread_t tid_in,tid_de;pthread_create(&tid_de,NULL,(void*)decrement,NULL);sleep(1);pthread_create(&tid_in,NULL,(void*)increment,NULL);sleep(1);pthread_join(tid_de,NULL);pthread_join(tid_in,NULL);pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&cond);return 0; }
/*** pthread_while.c ***/ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<pthread.h> #include<unistd.h>typedef struct node_s {int data;struct node_s *next; }node_t;node_t *head = NULL;pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;void cleanup_handler(void *arg) {printf("cleanup_handler is running.\n");free(arg);pthread_mutex_unlock(&mutex); }void *thread_func(void *arg) {node_t *p = NULL;pthread_cleanup_push(cleanup_handler,p);while(1){pthread_mutex_lock(&mutex);while(NULL == head)pthread_cond_wait(&cond,&mutex);p = head;head = head->next;printf("process %d node\n",p->data);free(p);pthread_mutex_unlock(&mutex);}pthread_cleanup_pop(0);return NULL; }int main() {pthread_t tid;node_t *temp = NULL;int i;pthread_create(&tid,NULL,(void*)thread_func,NULL);for(i = 0; i < 10; i++){temp = (node_t*)malloc(sizeof(node_t));temp->data = i;pthread_mutex_lock(&mutex);temp->next = head;head = temp;pthread_cond_signal(&cond);pthread_mutex_unlock(&mutex);sleep(1);}pthread_cancel(tid);pthread_join(tid,NULL);return 0;}