条件变量pthread_cond_t

条件变量

条件变量是锁吗?

不是锁, 但是条件变量能够阻塞线程------》使用条件变量 + 互斥量
互斥量: 保护一块共享数据
条件变量: 引起阻塞

生产者和消费者模型

条件不满, 阻塞线程
当条件满足, 通知阻塞的线程开始工作。

条件变量的类型: pthread_cond_t;

相关函数

初始化一个条件变量

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

销毁一个条件变量

pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

阻塞等待一个条件变量

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

限时等待一个条件变量

pthread_cond_timedwait(
pthread_cond_t *restrict cond, 
pthread_mutex_t *restrict mutex, 
const struct timespec *restrict abstime
);

唤醒至少一个阻塞在条件变量上的线程

pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);	

唤醒全部阻塞在条件变量上的线程

pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

测试

使用条件变量实现生产者,消费者模型

测试源码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

// 节点结构
typedef struct node
{
    int data;
    struct node* next;
}Node;

// 永远指向链表头部的指针
Node* head = NULL;

// 线程同步 - 互斥锁
pthread_mutex_t mutex;
// 阻塞线程 - 条件变量类型的变量
pthread_cond_t cond;

// 生产者
void* producer(void* arg)
{
   while(1)
    {
        // 创建一个链表的节点
        Node* pnew = (Node*)malloc(sizeof(Node));
        // 节点的初始化
        pnew->data = rand() % 1000; // 0-999

        // 使用互斥锁保护共享数据
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 指针域
        pnew->next = head;
        head = pnew;
        printf("====== produce: %lu, %d\n", pthread_self(), pnew->data);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

        // 通知阻塞的消费者线程，解除阻塞
        pthread_cond_signal(&cond);

        sleep(rand() % 3);
    }
    return NULL;
}

void* customer(void* arg)
{
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 判断链表是否为空
        if(head == NULL)
        {
            // 线程阻塞
            // 该函数会对互斥锁解锁
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
            // 解除阻塞之后，对互斥锁做加锁操作
        }
        // 链表不为空 - 删掉一个节点 - 删除头结点
        Node* pdel = head;
        head = head->next;
        printf("------ customer: %lu, %d\n", pthread_self(), pdel->data);
        free(pdel);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}

int main(int argc, const char* argv[])
{
    pthread_t p1, p2;
    // init
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    // 创建生产者线程
    pthread_create(&p1, NULL, producer, NULL);
    // 创建消费者线程
    pthread_create(&p2, NULL, customer, NULL);

    // 阻塞回收子线程
    pthread_join(p1, NULL);
    pthread_join(p2, NULL);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

测试结果

生产者先生产一个，然后消费者再消费一个。

关键代码分析

pthread_cond_wait(&cond, &mutex); 该函数会对互斥锁解锁， 解除阻塞之后，对互斥锁做加锁操作。