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【Linux系统】条件变量

条件变量

  • 当一个线程互斥地访问某个变量时,它可能发现在其它线程改变状态之前,它什么也做不了。
  • 例如一个线程访问队列时,发现队列为空,它只能等待,直到其它线程将一个节点添加到队列中。这种情况就需要用到条件变量。

同步概念与竞态条件

  • 同步:在保证数据安全的前提下,让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源从而有效避免饥饿问题,叫做同步
  • 竞态条件:因为时序问题,而导致程序异常,我们称之为竞态条件。在线程场景下,这种问题也不难理解。
  • 互斥保证了安全性,但保证安全性的同时不一定能够安全可靠,同步主要是在保证安全性的情况下令线程调度更加高效可靠

条件变量函数

条件变量是用来进行线程同步的特性,内部要维护调度队列。

初始化

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);
// 参数:
// cond: 要初始化的条件变量
// attr: NULL

销毁

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)

等待条件满足

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);
// 参数:
// cond: 要在这个条件变量上等待
// mutex: 互斥量,后面详细解释

唤醒等待

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);//唤醒所有
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);//唤醒一个

简单案例

  • 我们先使用PTHREAD_COND/MUTEX_INITIALIZER进行测试,对其他细节暂不追究
  • 然后将接口更改为使用pthread_cond_init/pthread_cond_destroy的方式,方便后续进行封装
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;void *active( void *arg ) {std::string name = static_cast<const char*>(arg);while (true){pthread_mutex_lock(&mutex);pthread_cond_wait(&cond, &mutex);std::cout << name << " 活动..." << std::endl;pthread_mutex_unlock(&mutex);}
}int main( void ) {pthread_t t1, t2;pthread_create(&t1, NULL, active, (void*)"thread-1");pthread_create(&t2, NULL, active, (void*)"thread-2");sleep(3); // 可有可无,这里确保两个线程已经在运行while(true) {// 对比测试// pthread_cond_signal(&cond); // 唤醒一个线程pthread_cond_broadcast(&cond); // 唤醒所有线程sleep(1);}pthread_join(t1, NULL);pthread_join(t2, NULL);
}

运行结果示例

$./cond
thread-1 活动...
thread-2 活动...
thread-1 活动...
thread-2 活动...

条件变量使用规范

等待条件代码

pthread_mutex_lock(&mutex);
while (条件不满足)pthread_cond_wait(cond, mutex);
修改条件代码
pthread_mutex_unlock(&mutex);

给条件发送信号代码

pthread_mutex_lock(&mutex);
设置条件为真signal(cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
http://www.dtcms.com/a/171041.html

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