linux线程同步-条件变量

条件变量是用来等待而不是用来上锁的。条件变量用来自动阻塞一个线程，直到某特殊情况发生为止。通常条件变量和互斥锁同时使用。

条件变量使我们可以睡眠等待某种条件出现。条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包括两个动作：

• 一个线程等待”条件变量的条件成立”而挂起；
• 另一个线程使”条件成立”（给出条件成立信号）。

条件的检测是在互斥锁的保护下进行的。如果一个条件为假，一个线程自动阻塞，并释放等待状态改变的互斥锁。如果另一个线程改变了条件，它发信号给关联的条件变量，唤醒一个或多个等待它的线程，重新获得互斥锁，重新评价条件。如果两进程共享可读写的内存，条件变量可以被用来实现这两进程间的线程同步。

使用条件变量之前要先进行初始化。可以在单个语句中生成和初始化一个条件变量如：pthread_cond_t my_condition=PTHREAD_COND_INITIALIZER;（用于进程间线程的通信）。可以利用函数pthread_cond_init动态初始化。

条件变量分为两部分: 条件和变量. 条件本身是由互斥量保护的. 线程在改变条件状态前先要锁住互斥量. 它利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制。

一个典型的示例就是生产-消费者模型，生产者生产数据，消费者消费数据，当无数据时，消费者只能等待，当生产者生产了数据，会通知消费者已经有数据，可以消费了。示例代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

pthread_cond_t has_data = PTHREAD_COND_INITIALIZER; //初始化条件变量
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  //初始化互斥锁

//建立一个公共访问区域
struct msg{
    int num;
    struct msg* next;
};

struct msg *head;

void *producer(void *p)
{
    struct msg* mp;
    while(1)
    {
        mp = (struct msg*)malloc(sizeof(struct msg));
        pthread_mutex_lock(&lock);
        mp->num = rand() % 100 + 1;
        mp->next = head;
        head = mp;
        printf("----Procuder-----tid = %lu,  num=%d\n", pthread_self(),  mp->num);
        pthread_mutex_unlock(&lock);

        pthread_cond_signal(&has_data);


        sleep(rand() % 3);
    }
}

void *consumer(void *p)
{
    struct msg* mp;

    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        while(head == NULL)
        {
            pthread_cond_wait(&has_data, &lock);
        }
        mp = head;
        head = mp->next;
        printf("---Consumer--- tid = %lu, num = %d\n", pthread_self(), mp->num);
        pthread_mutex_unlock(&lock);

        free(mp);
        sleep(rand() % 2);
    }

}

int main()
{
    pthread_t pth_producer;
    pthread_t pth_consumer;
    srand(time(NULL));


    pthread_create(&pth_producer, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&pth_consumer, NULL, consumer, NULL);


    pthread_join(pth_producer, NULL);
    pthread_join(pth_consumer, NULL);

    return 0;
}

结果如下：

也可关注微信公众号，欢迎交流。

• c
• linux编程