3线程同步：条件变量

1
条件变量

条件变量给多个线程提供了一个汇合的场所。

依赖的头文件

#include<pthread.h>

函数声明

定义分配条件变量

pthread_cond_t cond =PTHREAD_COND_INITIALIZER;

int pthread_cond_init(pthread_cond_t*restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);


名称：
pthread_cond_init

功能：
initialize condition variables

头文件：
#include <pthread.h>

函数原形：
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,

const pthread_condattr_t *restrict attr);

参数：

返回值：
the pthread_cond_destroy() and pthread_cond_init() functions 
shall  return zero; otherwise, an error number shall be returned to indicate the error

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t*cond);


名称：
pthread_cond_destroy

功能：
Destroy condition variables

头文件：
#include <pthread.h>

函数原形：
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

参数：

函数说明：
在释放或废弃条件变量之前，需要毁坏它，使用此函数

返回值：
the pthread_cond_destroy() and pthread_cond_init() functions 
shall  return zero; otherwise, an error number shall be returned to indicate the error

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t*restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);


名称：
pthread_cond_wait

功能：
Wait on a condition，等待某个条件是否成立。对于timewait()函数除了等待以外，可以设置一个时长。

头文件：
#include <pthread.h>

函数原形：
int
pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);

参数：

函数说明：
一旦初始化了互斥对象和条件变量，就可以等待这个条件，一个特定条件只能有一个互斥对象，而且条件变量应该表示互斥数据“内部”的一种特殊的条件更改。一个互斥条件可以用许多条件变量（例如：cond_empty,cond_full,cond_cleanup）,但每个条件变量只能有一个互斥对象。

返回值：

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t*cond);


名称：
pthread_cond_signal

功能：
signal a condition，这种情况是只有一个线程收到后执行动作。

头文件：
#include <pthread.h>

函数原形：
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

参数：

函数说明：
活动线程只需要唤醒第一个正在睡眠的线程。假设您只对队列添加了一个工作作业。那么只需要唤醒一个工作程序线程（再唤醒其它线程是不礼貌的！）

返回值：

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t*cond);


名称：
pthread_cond_broadcast

功能：
broadcast a condition，通过广播的形式发给子线程消息，子线程竞争执行。

头文件：
#include <pthread.h>

函数原形：
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

参数：

函数说明：
如果线程更改某些共享数据，而且它想要唤醒所有正在等待的线程，则应使用 pthread_cond_broadcast
调用

返回值：

案例说明：


#include <stdlib.h>

#include <pthread.h>

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

struct msg {

struct msg *next;

int num;

};

struct msg *head;

/*
条件变量 */

pthread_cond_t has_product = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *consumer(void *p)

{

struct msg *mp;

for (;;) {

pthread_mutex_lock(&lock);

/* pthread_cond_wait(&has_product, &lock);

* 1.阻塞等待has_product被唤醒，

* 2.释放互斥锁， pthread_mutex_unlock(&lock)

* 3.当被唤醒时，解除阻塞，并且重新去申请获得互斥锁 pthread_mutex_lock(&lock)

*/

while (head == NULL)

pthread_cond_wait(&has_product, &lock);

mp = head;

head = mp->next;

pthread_mutex_unlock(&lock);

printf("Consume %d\n", mp->num);

free(mp);

sleep(rand() % 5);

}

}

void *producer(void *p)

{

struct msg *mp;

for (;;) {

mp = malloc(sizeof(struct msg));

mp->num = rand() % 1000 + 1;

printf("Produce %d\n", mp->num);

pthread_mutex_lock(&lock);

mp->next = head;

head = mp;

pthread_mutex_unlock(&lock);

/* pthread_cond_broadcast(&has_product) 唤醒等待队列上的所有线程*/

//发送信号，告诉消费者有产品了

pthread_cond_signal(&has_product);

sleep(rand() % 5);

}

}

int main(int argc, char *argv[])

{

pthread_t pid, cid;

srand(time(NULL));

pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);

pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);

pthread_join(pid, NULL);

pthread_join(cid, NULL);

return 0;

}

运行结果：

总结：从上面可以看出，消费者总是消费最先生产出来的一个。

时间： 2024-07-28 12:49:34

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