一、什么是條件變量
與互斥鎖不同，條件變量是用來(lái)等待而不是用來(lái)上鎖的。條件變量用來(lái)自動(dòng)阻塞一個(gè)線(xiàn)程，直到某特殊情況發(fā)生為止。通常條件變量和互斥鎖同時(shí)使用。
條件變量使我們可以睡眠等待某種條件出現(xiàn)。條件變量是利用線(xiàn)程間共享的全局變量進(jìn)行同步的一種機(jī)制，主要包括兩個(gè)動(dòng)作：一個(gè)線(xiàn)程等待"條件變量的條件成立"而掛起；另一個(gè)線(xiàn)程使"條件成立"（給出條件成立信號(hào)）。
條
件的檢測(cè)是在互斥鎖的保護(hù)下進(jìn)行的。如果一個(gè)條件為假，一個(gè)線(xiàn)程自動(dòng)阻塞，并釋放等待狀態(tài)改變的互斥鎖。如果另一個(gè)線(xiàn)程改變了條件，它發(fā)信號(hào)給關(guān)聯(lián)的條件
變量，喚醒一個(gè)或多個(gè)等待它的線(xiàn)程，重新獲得互斥鎖，重新評(píng)價(jià)條件。如果兩進(jìn)程共享可讀寫(xiě)的內(nèi)存，條件變量可以被用來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩進(jìn)程間的線(xiàn)程同步。
使用條件變量之前要先進(jìn)行初始化。可以在單個(gè)語(yǔ)句中生成和初始化一個(gè)條件變量如：
pthread_cond_t my_condition=PTHREAD_COND_INITIALIZER;（用于進(jìn)程間線(xiàn)程的通信）。
也可以利用函數(shù)pthread_cond_init動(dòng)態(tài)初始化。
二、條件變量函數(shù)
1．
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名稱(chēng)： |
pthread_cond_init |
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目標(biāo)： |
條件變量初始化 |
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頭文件： |
#include < pthread.h> |
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函數(shù)原形： |
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr); |
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參數(shù): |
cptr 條件變量
attr 條件變量屬性 |
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返回值： |
成功返回0，出錯(cuò)返回錯(cuò)誤編號(hào)。 |
pthread_cond_init函數(shù)可以用來(lái)初始化一個(gè)條件變量。他使用變量attr所指定的屬性來(lái)初始化一個(gè)條件變量，如果參數(shù)attr為空，那么它將使用缺省的屬性來(lái)設(shè)置所指定的條件變量。
2.
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名稱(chēng)： |
pthread_cond_destroy |
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目標(biāo)： |
條件變量摧毀 |
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頭文件： |
#include < pthread.h> |
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函數(shù)原形： |
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); |
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參數(shù): |
cptr 條件變量 |
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返回值： |
成功返回0，出錯(cuò)返回錯(cuò)誤編號(hào)。 |
pthread_cond_destroy函數(shù)可以用來(lái)摧毀所指定的條件變量，同時(shí)將會(huì)釋放所給它分配的資源。調(diào)用該函數(shù)的進(jìn)程也并不要求等待在參數(shù)所指定的條件變量上。
3.
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名稱(chēng)： |
pthread_cond_wait/pthread_cond_timedwait |
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目標(biāo)： |
條件變量等待 |
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頭文件： |
#include < pthread.h> |
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函數(shù)原形： |
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t mytex,const struct timespec *abstime); |
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參數(shù): |
cond 條件變量
mutex 互斥鎖 |
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返回值： |
成功返回0，出錯(cuò)返回錯(cuò)誤編號(hào)。 |
第一個(gè)參數(shù)*cond是指向一個(gè)條件變量的指針。第二個(gè)參數(shù)*mutex則是對(duì)相關(guān)的互斥鎖的指針。函數(shù)pthread_cond_timedwait函數(shù)類(lèi)型與函數(shù)pthread_cond_wait,區(qū)別在于，如果達(dá)到或是超過(guò)所引用的參數(shù)*abstime,它將結(jié)束并返回錯(cuò)誤ETIME.pthread_cond_timedwait函數(shù)的參數(shù)*abstime指向一個(gè)timespec結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)如下：
typedef struct timespec{
time_t tv_sec;
long tv_nsex;
}timespec_t;
3.
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名稱(chēng)： |
pthread_cond_signal/pthread_cond_broadcast |
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目標(biāo)： |
條件變量通知 |
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頭文件： |
#include < pthread.h> |
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函數(shù)原形： |
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); |
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參數(shù): |
cond 條件變量 |
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返回值： |
成功返回0，出錯(cuò)返回錯(cuò)誤編號(hào)。 |
參數(shù)*cond是對(duì)類(lèi)型為pthread_cond_t 的一個(gè)條件變量的指針。當(dāng)調(diào)用pthread_cond_signal時(shí)一個(gè)在相同條件變量上阻塞的線(xiàn)程將被解鎖。如果同時(shí)有多個(gè)線(xiàn)程阻塞，則由調(diào)度策略確定接收通知的線(xiàn)程。如果調(diào)用pthread_cond_broadcast,則將通知阻塞在這個(gè)條件變量上的所有線(xiàn)程。一旦被喚醒，線(xiàn)程仍然會(huì)要求互斥鎖。如果當(dāng)前沒(méi)有線(xiàn)程等待通知，則上面兩種調(diào)用實(shí)際上成為一個(gè)空操作。如果參數(shù)*cond指向非法地址，則返回值EINVAL。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我們可以從程序的運(yùn)行來(lái)了解條件變量的作用。
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#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥鎖*/
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*初始化條件變量*/
void *thread1(void *);
void *thread2(void *);
int i=1;
int main(void)
{
pthread_t t_a;
pthread_t t_b;
pthread_create(&t_a,NULL,thread2,(void *)NULL);/*創(chuàng)建進(jìn)程t_a*/
pthread_create(&t_b,NULL,thread1,(void *)NULL); /*創(chuàng)建進(jìn)程t_b*/
pthread_join(t_b, NULL);/*等待進(jìn)程t_b結(jié)束*/
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
exit(0);
}
void *thread1(void *junk)
{
for(i=1;i<=9;i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);/*鎖住互斥量*/
if(i%3==0)
pthread_cond_signal(&cond);/*條件改變，發(fā)送信號(hào)，通知t_b進(jìn)程*/
else
printf("thead1:%d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解鎖互斥量*/
sleep(1);
}
}
void *thread2(void *junk)
{
while(i<9)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(i%3!=0)
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);/*等待*/
printf("thread2:%d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(1);
}
} |
程序創(chuàng)建了2個(gè)新線(xiàn)程使他們同步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程t_b打印20以?xún)?nèi)3的倍數(shù)，t_a打印其他的數(shù)，程序開(kāi)始線(xiàn)程t_b不滿(mǎn)足條件等待，線(xiàn)程t_a運(yùn)行使a循環(huán)加1并打印。直到i為3的倍數(shù)時(shí)，線(xiàn)程t_a發(fā)送信號(hào)通知進(jìn)程t_b，這時(shí)t_b滿(mǎn)足條件，打印i值。
下面是運(yùn)行結(jié)果：
#cc –lpthread –o cond cond.c
#./cond
thread1:1
thread1:2
thread2:3
thread1:4
thread1:5
thread2:6
thread1:7
thread1:8
thread2:9