原文:
了解 pthread_cond_wait() 的作用非常重要 -- 它是 posix 執行緒訊號傳送系統的核心,也是最難以理解的部分。
首先,讓我們考慮以下情況:執行緒為檢視已鏈結列表而鎖定了互斥物件,然而該列表恰巧是空的。這一特定執行緒什麼也幹不了 -- 其設計意圖是從列表中除去節點,但是現在卻沒有節點。因此,它只能:
鎖定互斥物件時,執行緒將呼叫 pthread_cond_wait(&mycond,&mymutex)。pthread_cond_wait() 呼叫相當複雜,因此我們每次只執行它的乙個操作。
pthread_cond_wait() 所做的
第一件事
就是同時對互斥物件解鎖(於是其它執行緒可以修改已鏈結列表),並等待條件 mycond 發生(這樣當 pthread_cond_wait() 接收到另乙個執行緒的「訊號」時,它將甦醒)。現在互斥物件已被解鎖,其它執行緒可以訪問和修改已鏈結列表,可能還會新增項。 【
要求解鎖並阻塞是乙個原子操作
】此時,pthread_cond_wait() 呼叫還未返回。對互斥物件解鎖會立即發生,但等待條件 mycond 通常是乙個阻塞操作,這意味著執行緒將睡眠,在它甦醒之前不會消耗 cpu 週期。這正是我們期待發生的情況。執行緒將
一直睡眠,直到特定條件發生
,在這期間不會發生任何浪費 cpu 時間的繁忙查詢。從執行緒的角度來看,它只是在等待 pthread_cond_wait() 呼叫返回。
現在繼續說明,假設另乙個執行緒(稱作「2 號執行緒」)鎖定了 mymutex 並對已鏈結列表新增了一項。在對互斥物件解鎖之後,2 號執行緒會立即呼叫函式 pthread_cond_broadcast(&mycond)。此操作之後,2 號執行緒將使所有等待 mycond 條件變數的執行緒立即甦醒。這意味著第乙個執行緒(仍處於 pthread_cond_wait() 呼叫中)現在將
甦醒
。 現在,看一下第乙個執行緒發生了什麼。您可能會認為在 2 號執行緒呼叫 pthread_cond_broadcast(&mymutex) 之後,1 號執行緒的 pthread_cond_wait() 會立即返回。不是那樣!實際上,pthread_cond_wait() 將執行最後乙個操作:
重新鎖定 mymutex
。一旦 pthread_cond_wait() 鎖定了互斥物件,那麼它將返回並允許 1 號執行緒繼續執行。那時,它可以馬上檢查列表,檢視它所感興趣的更改。
停止並回顧!
那個過程非常複雜,因此讓我們先來回顧一下。第乙個執行緒首先呼叫:
pthread_mutex_lock(&mymutex);
然後,它檢查了列表。沒有找到感興趣的東西,於是它呼叫:
pthread_cond_wait(&mycond, &mymutex);
然後,pthread_cond_wait() 呼叫在返回前執行許多操作:
pthread_mutex_unlock(&mymutex);
它對 mymutex 解鎖,然後進入睡眠狀態,等待 mycond 以接收 posix 執行緒「訊號」。一旦接收到「訊號」(加引號是因為我們並不是在討論傳統的 unix 訊號,而是來自 pthread_cond_signal() 或 pthread_cond_broadcast() 呼叫的訊號),它就會甦醒。但 pthread_cond_wait() 沒有立即返回 -- 它還要做一件事:重新鎖定 mutex:
pthread_mutex_lock(&mymutex);
pthread_cond_wait() 知道我們在查詢 mymutex 「背後」的變化,因此它繼續操作,為我們鎖定互斥物件,然後才返回。
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