linux多线程之条件变量
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条件变量基本原理
初始化条件变量：pthread_cond_init
等待条件变量 ：pthread_cond_wait
唤醒所有等待线程：pthread_cond_broadcast
销毁条件变量：pthread_cond_destroy
示例代码
条件变量基本原理
条件变量（Condition Variable）是多线程编程中用于线程同步的一种机制，它允许线程在某个条件满足时被唤醒。
条件变量通常与互斥锁配合使用。线程在检查某个条件是否满足之前，先获取互斥锁以保护共享资源。如果条件不满足，线程会释放互斥锁并在条件变量上等待。当其他线程修改了共享资源使得条件满足时，它会通知在该条件变量上等待的线程。等待的线程被唤醒后，会重新获取互斥锁，然后检查条件是否真的满足（因为可能存在虚假唤醒，即线程被唤醒但条件实际上并未满足）。
初始化条件变量：pthread_cond_init
- 函数原型：
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr);- 功能：初始化一个条件变量。
- 参数：
cond：指向要初始化的条件变量的指针。attr：用于指定条件变量的属性，通常设为NULL使用默认属性。
- 返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。
等待条件变量 ：pthread_cond_wait
- 函数原型：
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);- 功能：使调用线程在条件变量
cond上等待。调用该函数前，线程必须已经获取了互斥锁mutex。函数会自动释放互斥锁，并将线程置于等待状态，直到条件变量被其他线程通过pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast唤醒。唤醒后，线程会重新获取互斥锁。 - 参数：
cond：指向要等待的条件变量的指针。mutex：指向与条件变量关联的互斥锁的指针。
- 返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。
唤醒一个等待线程：pthread_cond_signal
- 函数原型：
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);- 功能：唤醒在条件变量
cond上等待的一个线程。如果有多个线程在等待，具体唤醒哪个线程是由系统决定的。 - 参数：
cond：指向要操作的条件变量的指针。 - 返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。
唤醒所有等待线程：pthread_cond_broadcast
- 函数原型：
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);- 在条件变量
cond上等待的所有线程。 - 参数：
cond：指向要操作的条件变量的指针。 - 返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。
销毁条件变量：pthread_cond_destroy
- 函数原型：
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);- 功能：销毁一个已初始化的条件变量，释放相关资源。在销毁条件变量之前，应确保没有线程在该条件变量上等待。
- 参数：
cond：指向要销毁的条件变量的指针。 - 返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。
示例代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int ready = 0;void* waiter(void* arg) {pthread_mutex_lock(&mutex);while (!ready) {printf("Waiting for condition...\n");pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}printf("Condition met. Continuing...\n");pthread_mutex_unlock(&mutex);return NULL;
}void* signaler(void* arg) {pthread_mutex_lock(&mutex);ready = 1;printf("Setting condition...\n");pthread_cond_signal(&cond);pthread_mutex_unlock(&mutex);return NULL;
}int main() {pthread_t thread1, thread2;pthread_create(&thread1, NULL, waiter, NULL);pthread_create(&thread2, NULL, signaler, NULL);pthread_join(thread1, NULL);pthread_join(thread2, NULL);pthread_mutex_destroy(&mutex);pthread_cond_destroy(&cond);return 0;
}
代码说明：
waiter线程获取互斥锁后，检查ready条件。如果ready为 0，它会调用pthread_cond_wait等待条件变量，并释放互斥锁。signaler线程获取互斥锁，设置ready为 1，然后调用pthread_cond_signal唤醒waiter线程，最后释放互斥锁。waiter线程被唤醒后，重新获取互斥锁，检查ready条件，发现条件满足后继续执行。最后，主线程等待两个线程完成，并销毁互斥锁和条件变量。