嵌入式 线程同步的时候pthread_cond_t要和pthread_mutex_t搭配使用

1、互斥锁和条件变量合作示例

pthread_mutex_t count_lock;
pthread_cond_t count_nonzero;
unsigned count = 0;

decrement_count　() {
    pthread_mutex_lock (&count_lock);
    while(count==0)
        pthread_cond_wait( &count_nonzero, &count_lock);

    count=count -1;
    pthread_mutex_unlock (&count_lock);
}

 

increment_count(){
    pthread_mutex_lock(&count_lock);

 

    if(count==0)
        pthread_cond_signal(&count_nonzero);

 

    count=count+1;
    pthread_mutex_unlock(&count_lock);
}

decrement_count和increment_count在两个线程A和B中被调用。

正确的情况下，如果decrement_count首先运行，那么A会被阻塞到pthread_cond_wait。随后increment_count运行，它调用pthread_cond_signal唤醒等待条件锁count_nonzero的A线程，但是A线程并不会马上执行，因为它得不到互斥锁count_lock。当B线程执行pthread_mutex_unlock之后A线程才得以继续执行。

 

如果pthread_cond_signal前后没有使用互斥锁count_lock保护，可能的情况是这样。A阻塞到pthread_cond_wait，然后B执行到pthread_cond_signal时候，发生了线程切换，于是A被唤醒，并且发现count依然是0，所以继续阻塞到条件锁count_nonzero上。然后B继续执行，这时候尽管count=1，A永远不会被唤醒了。这样就发生了逻辑错误。

 

当然在这个上下文中，如果把count=count+1放在函数放在pthread_cond_signal之前变成

 

increment_count(){
     count=count+1;

 

    if(count==0)
        pthread_cond_signal(&count_nonzero);
}

 

这样没有问题。但是这种方法并不能保证所有情况下都适用。于是需要用互斥锁保护条件锁相关的变量。也就是说条件锁是用来线程通讯的，但是互斥锁是为了保护这种通讯不会产生逻辑错误，可以正常工作。

条件变量pthread_cond_t怎么用: 

#include <pthread.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥锁*/ 
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*初始化条件变量*/ 
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,thread1,(void *)NULL);/*创建进程t_a*/ 
pthread_create(&t_b,NULL,thread2,(void *)NULL); /*创建进程t_b*/ 
pthread_join(t_a, NULL);/*等待进程t_a结束*/ 
pthread_join(t_b, NULL);/*等待进程t_b结束*/ 
pthread_mutex_destroy(&mutex); 
pthread_cond_destroy(&cond); 
exit(0); 
} 
void *thread1(void *junk) 
{ 
for(i=1;i<=6;i++) 
{ 
pthread_mutex_lock(&mutex);/*锁住互斥量*/ 
printf("thread1: lock %d/n", __LINE__); 
if(i%3==0){ 
printf("thread1:signal 1 %d/n", __LINE__); 
pthread_cond_signal(&cond);/*条件改变，发送信号，通知t_b进程*/ 
printf("thread1:signal 2 %d/n", __LINE__); 
sleep(1); 
} 
pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解锁互斥量*/ 
printf("thread1: unlock %d/n/n", __LINE__); 
sleep(1); 
} 
} 
void *thread2(void *junk) 
{ 
while(i<6) 
{ 
pthread_mutex_lock(&mutex); 
printf("thread2: lock %d/n", __LINE__); 
if(i%3!=0){ 
printf("thread2: wait 1 %d/n", __LINE__); 
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);/*解锁mutex，并等待cond改变*/ 
printf("thread2: wait 2 %d/n", __LINE__); 
} 
pthread_mutex_unlock(&mutex); 
printf("thread2: unlock %d/n/n", __LINE__); 
sleep(1); 
} 
} 
编译： 
[X61@horizon threads]$ gcc thread_cond.c -lpthread -o tcd 
以下是程序运行结果： 
[X61@horizon threads]$ ./tcd 
thread1: lock 30 
thread1: unlock 40 

thread2: lock 52 
thread2: wait 1 55 
thread1: lock 30 
thread1: unlock 40 

thread1: lock 30 
thread1:signal 1 33 
thread1:signal 2 35 
thread1: unlock 40 

thread2: wait 2 57 
thread2: unlock 61 

thread1: lock 30 
thread1: unlock 40 

thread2: lock 52 
thread2: wait 1 55 
thread1: lock 30 
thread1: unlock 40 

thread1: lock 30 
thread1:signal 1 33 
thread1:signal 2 35 
thread1: unlock 40 

thread2: wait 2 57 
thread2: unlock 61 
这里的两个关键函数就在pthread_cond_wait和pthread_cond_signal函数。 
本例中： 

线程一先执行，获得mutex锁，打印，然后释放mutex锁，然后阻塞自己1秒。 

线程二此时和线程一应该是并发的执行 ，这里是一个要点，为什么说是线程此时是并发的执行，因为此时不做任何干涉的话，是没有办法确定是线程一先获得执行还是线程二先获得执行，到底那个线程先获得执行，取决于操作系统的调度，想刻意的让线程2先执行，可以让线程2一出来，先sleep一秒。 
这里并发执行的情况是，线程一先进入循环，然后获得锁，此时估计线程二执行,阻塞在 
pthread_mutex_lock(&mutex); 
这行语句中，直到线程1释放mutex锁 
pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解锁互斥量*/ 
然后线程二得已执行，获取metux锁，满足if条件，到pthread_cond_wait (&cond,&mutex);/*等待*/ 
这里的线程二阻塞，不仅仅是等待cond变量发生改变，同时释放mutex锁 ，因为当时看书没有注意，所以这里卡了很久。 
mutex锁释放后，线程1终于获得了mutex锁，得已继续运行，当线程1的if（i%3==0）的条件满足后，通过pthread_cond_signal发送信号，告诉等待cond的变量的线程（这个情景中是线程二），cond条件变量已经发生了改变。 
不过此时线程二并没有立即得到运行 ，因为线程二还在等待mutex锁的释放，所以线程一继续往下走，直到线程一释放mutex锁，线程二才能停止等待，打印语句，然后往下走通过pthread_mutex_unlock(&mutex)释放mutex锁，进入下一个循环。