linux 執行緒學習之條件變數

2021-07-05 20:29:39 字數 3369 閱讀 3717

互斥鎖:用來上鎖。

條件變數:用來等待,當條件變數用來自動阻塞乙個執行緒,直到某特殊情況發生為止。通常條件變數和互斥鎖同時使用。

函式介紹:

1.名稱:

pthread_cond_init

目標:條件變數初始化

標頭檔案:

#include < pthread.h>

函式原形:

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

引數:cptr  條件變數

attr  條件變數屬性

返回值:

成功返回0,出錯返回錯誤編號。

pthread_cond_init函式可以用來初始化乙個條件變數。他使用變數attr所指定的屬性來初始化乙個條件變數,如果引數attr為空,那麼它將使用預設的屬性來設定所指定的條件變數。

2.名稱:

pthread_cond_destroy

目標:條件變數摧毀

標頭檔案:

#include < pthread.h>

函式原形:

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

引數:cptr  條件變數

返回值:

成功返回0,出錯返回錯誤編號。

pthread_cond_destroy函式可以用來摧毀所指定的條件變數,同時將會釋放所給它分配的資源。呼叫該函式的程序也並不要求等待在引數所指定的條件變數上。

3.名稱:

pthread_cond_wait/pthread_cond_timedwait

目標:條件變數等待

標頭檔案:

#include < pthread.h>

函式原形:

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);

引數:cond 條件變數

mutex 互斥鎖

返回值:

成功返回0,出錯返回錯誤編號。

第乙個引數*cond是指向乙個條件變數的指標。第二個引數*mutex則是對相關的互斥鎖的指標。函式pthread_cond_timedwait函式型別與函式pthread_cond_wait,區別在於,如果達到或是超過所引用的引數*abstime,它將結束並返回錯誤etime.pthread_cond_timedwait函式的引數*abstime指向乙個timespec結構。該結構如下:

typedef struct timespectimespec_t;

3.名稱:

pthread_cond_signal/pthread_cond_broadcast

目標:條件變數通知

標頭檔案:

#include < pthread.h>

函式原形:

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

引數:cond 條件變數

返回值:

成功返回0,出錯返回錯誤編號。

引數*cond是對型別為pthread_cond_t 的乙個條件變數的指標。當呼叫pthread_cond_signal時乙個在相同條件變數上阻塞的執行緒將被解鎖。如果同時有多個執行緒阻塞,則由排程策略確定接收通知的執行緒。如果呼叫pthread_cond_broadcast,則將通知阻塞在這個條件變數上的所有執行緒。一旦被喚醒,執行緒仍然會要求互斥鎖。如果當前沒有執行緒等待通知,則上面兩種呼叫實際上成為乙個空操作。如果引數*cond指向非法位址,則返回值einval。

下面是乙個簡單的例子,我們可以從程式的執行來了解條件變數的作用。

#include

#include

#include

pthread_mutex_t mutex = pthread_mutex_initializer;/*

初始化互斥鎖

*/pthread_cond_t cond = pthread_cond_initializer;/*

初始化條件變數

*/void *thread1(void *);

void *thread2(void *);

int i=1;

int main(void)

void *thread1(void *junk)

}void *thread2(void *junk) }

程式建立了2個新執行緒使他們同步執行,實現程序t_b列印20以內3的倍數,t_a列印其他的數,程式開始執行緒t_b不滿足條件等待,執行緒t_a執行使a迴圈加1並列印。直到i為3的倍數時,執行緒t_a傳送訊號通知程序t_b,這時t_b滿足條件,列印i值。

下面是執行結果:

#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

備註:

pthread_cond_wait 執行的流程首先將這個mutex解鎖, 然後等待條件變數被喚醒, 如果沒有被喚醒, 該執行緒將一直休眠, 也就是說, 該執行緒將一直阻塞在這個pthread_cond_wait呼叫中, 而當此執行緒被喚醒時, 將自動將這個mutex加鎖,然後再進行條件變數判斷(原因是「驚群效應」,如果是多個執行緒都在等待這個條件,而同時只能有乙個執行緒進行處理,此時就必須要再次條件判斷,以使只有乙個執行緒進入臨界區處理。),如果滿足,則執行緒繼續執行,最後解鎖,

也就是說pthread_cond_wait實際上可以看作是以下幾個動作的合體:

解鎖執行緒鎖

等待執行緒喚醒,並且條件為true

加鎖執行緒鎖.

pthread_cond_signal僅僅負責喚醒正在阻塞在同一條件變數上的乙個執行緒,如果存在多個執行緒,系統自動根據排程策略決定喚醒其中的乙個執行緒,在多處理器上,該函式是可能同時喚醒多個執行緒,同時該函式與鎖操作無關,解鎖是由pthread_mutex_unlock(&mutex)完成

喚醒丟失往往會在下面的情況下發生:

乙個執行緒呼叫pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast函式; 

另乙個執行緒正處在測試條件變數和呼叫pthread_cond_wait函式之間; 

沒有執行緒正在處在阻塞等待的狀態下。

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