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吴志强 ，还是喜欢在晚上写代码
——————更新，勘误——————
昨天晚上回到宿舍谷歌到了官方文档（在机房的时候谷歌挂了，怎么搜都搜不到……），发现之前的解释有个错误，即 @高大月 同学指出的“原子”语义。我结合昨天写的测试代码再补充一下。
我在原来的答案中，有这样的代码：
pthread_mutex_unlock(mtx);
pthread_cond_just_wait(cv);
pthread_mutex_lock(mtx);
事实上，上面三行代码的并不是pthread_cond_wait(cv, mtx)的内联展开。其中第一行和第二行必须“原子化”，而第三行是可以分离出去的（之所以要把第三行放在里面的原因可以参见原来的答案）。
那么为什么第一行和第二行不能分离呢？这是因为必须得保证：如果线程A先进入wait函数（即使没有进入实际的等待状态，比如正在释放mtx），那么必须得保证其他线程在其之后调用的broadcast必须能够将线程A唤醒。
所以，把原来答案中的代码再贴一遍：
// 线程A，条件测试
pthread_mutex_lock(mtx); // a1
while(pass == 0) { // a2
pthread_mutex_unlock(mtx); // a3
pthread_cond_just_wait(cv); // a4
pthread_mutex_lock(mtx); // a5
}
pthread_mutex_unlock(mtx);
// 线程B，条件发生修改，对应的signal代码
pthread_mutex_lock(mtx); // b1
pass = 1; // b2
pthread_mutex_unlock(mtx); // b3
pthread_cond_signal(cv); // b4
如果执行序列是：a1, a2, a3, b1, b2, b3, b4, a4，那么线程A将不会被唤醒。而a3在线程B之前执行，这意味着wait函数是在signal之前调用的，所以不满足上文提到的保证。
解决办法：
- 先将线程附加到等待队列
- 释放mutex
- 进入等待
感兴趣的同学的可以看下源码（pthread_cond_wait.c），附加到等待队列这个操作是加锁的，所以可以保证之前发起的signal不会错误得唤醒本线程，而之后发起的signal必然唤醒本线程。
因此，下面的代码是绝对不会出错的：
// 线程A，条件测试
pthread_mutex_lock(mtx); // a1
while(pass == 0) { // a2
pthread_cond_wait(cv, mtx); // a3
}
pthread_mutex_unlock(mtx); // a4
// 线程B，条件发生修改，对应的signal代码
pthread_mutex_lock(mtx); // b1
pass = 1; // b2
pthread_mutex_unlock(mtx); // b3
pthread_cond_signal(cv); // b4
如果线程A先运行，那么执行序列必然是：a1, a2, a3, b1, b2, b3, b4, a4。
如果线程B先运行，那么执行序列可能是：b1, b2, b3, b4, a1, a2, a4
也可能是：b1, b2, b3, a1, a2, a3, b4, a4
所以，如果是我设计pthread API，那么我会添加一个pthread_cond_unlock_and_wait函数，伪代码如下：
int pthread_cond_wait(cv, mtx) {
int ret = pthread_cond_unlock_and_wait(cv, mtx);
pthread_mutex_lock(mtx);
return ret;
}
// 线程A，条件测试
pthread_mutex_lock(mtx);
if (pass == 0)
pthread_cond_unlock_and_wait(cv, mtx);
else
pthread_mutex_unlock(mtx);
// 线程B，条件发生修改，对应的signal代码
pthread_mutex_lock(mtx); // b1
pass = 1; // b2
pthread_mutex_unlock(mtx); // b3
pthread_cond_signal(cv); // b4
这样的好处在于：如果我们可以保证没有虚假唤醒（即不需要while循环测试条件），那么我们可以将线程A的代码改成上述形式，这样无论怎样都只需要执行一次pthread_mutex_unlock()函数，而之前的版本至少需要执行两次。
—————— 原来的答案——————
感谢大家的回答！
看了之后，我获得了启发，突然觉得这或许是跟条件变量的通常用法有关。
首先需要明白两点：
- wait()操作通常伴随着条件检测，如：
while(pass == 0) pthread_cond_wait(...); - signal*()函数通常伴随着条件改变，如：
pass = 1; pthread_cond_signal(...)
由于此两处都涉及到变量pass，所以为了防止Race Condition，必须得加锁。所以代码会变成下面这样：
// 条件测试
pthread_mutex_lock(mtx);
while(pass == 0)
pthread_cond_wait(...);
pthread_mutex_unlock(mtx);
// 条件发生修改，对应的signal代码
pthread_mutex_lock(mtx);
pass = 1;
pthread_mutex_unlock(mtx);
pthread_cond_signal(...);
然后，我们假设wait()操作不会自动释放、获取锁，那么代码会变成这样：
// 条件测试
pthread_mutex_lock(mtx);
while(pass == 0) {
pthread_mutex_unlock(mtx);
pthread_cond_just_wait(cv);
pthread_mutex_lock(mtx);
}
pthread_mutex_unlock(mtx);
// 条件发生修改，对应的signal代码
pthread_mutex_lock(mtx);
pass = 1;
pthread_mutex_unlock(mtx);
pthread_cond_signal(cv);
久而久之，程序员发现unlock, just_wait, lock这三个操作始终得在一起。于是就提供了一个pthread_cond_wait()函数来同时完成这三个函数。
另外一个证据是，signal()函数是不需要传递mutex参数的，所以关于mutex参数是用于同步wait()和signal()函数的说法更加站不住脚。
所以我的结论是：传递的mutex并不是为了防止wait()函数内部的Race Condition！而是因为调用wait()之前你总是获得了某个mutex（例如用于解决此处pass变量的Race Condition的mutex），并且这个mutex在你调用wait()之前必须得释放掉，调用wait()之后必须得重新获取。
所以，pthread_cond_wait()函数不是一个细粒度的函数，却是一个实用的函数。