很久沒看APUE，今天一位朋友問道關(guān)于一個(gè)mutex的問題，又翻到了以前討論過的東西，為了不讓自己忘記，把曾經(jīng)的東西總結(jié)一下。
先大體看下網(wǎng)上很多地方都有的關(guān)于pthread_cond_wait()的說明：
條件變量
條件變量是利用線程間共享的全局變量進(jìn)行同步的一種機(jī)制，主要包括兩個(gè)動(dòng)作：一個(gè)線程等待"條件變量的條件成立"而掛起；另一個(gè)線程使"條件成立"（給出條件成立信號(hào)）。為了防止競爭，條件變量的使用總是和一個(gè)互斥鎖結(jié)合在一起。
1． 創(chuàng)建和注銷
條件變量和互斥鎖一樣，都有靜態(tài)動(dòng)態(tài)兩種創(chuàng)建方式，靜態(tài)方式使用PTHREAD_COND_INITIALIZER常量，如下：
pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER
動(dòng)態(tài)方式調(diào)用pthread_cond_init()函數(shù)，API定義如下：
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr)
盡管POSIX標(biāo)準(zhǔn)中為條件變量定義了屬性，但在LinuxThreads中沒有實(shí)現(xiàn)，因此cond_attr值通常為NULL，且被忽略。
注銷一個(gè)條件變量需要調(diào)用pthread_cond_destroy()，只有在沒有線程在該條件變量上等待的時(shí)候才能注銷這個(gè)條件變量，否則返回 EBUSY。因?yàn)長inux實(shí)現(xiàn)的條件變量沒有分配什么資源，所以注銷動(dòng)作只包括檢查是否有等待線程。API定義如下：
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)
2． 等待和激發(fā)
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex)
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime)
等待條件有兩種方式：無條件等待pthread_cond_wait()和計(jì)時(shí)等待pthread_cond_timedwait()，其中計(jì)時(shí)等待方式 如果在給定時(shí)刻前條件沒有滿足，則返回ETIMEOUT，結(jié)束等待，其中abstime以與time()系統(tǒng)調(diào)用相同意義的絕對(duì)時(shí)間形式出現(xiàn)，0表示格林 尼治時(shí)間1970年1月1日0時(shí)0分0秒。
無論哪種等待方式，都必須和一個(gè)互斥鎖配合，以防止多個(gè)線程同時(shí)請求pthread_cond_wait()（或 pthread_cond_timedwait()，下同）的競爭條件（Race Condition）。mutex互斥鎖必須是普通鎖（PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP）或者適應(yīng)鎖 （PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP），且在調(diào)用pthread_cond_wait()前必須由本線程加鎖 （pthread_mutex_lock()），而在更新條件等待隊(duì)列以前，mutex保持鎖定狀態(tài)，并在線程掛起進(jìn)入等待前解鎖。在條件滿足從而離開 pthread_cond_wait()之前，mutex將被重新加鎖，以與進(jìn)入pthread_cond_wait()前的加鎖動(dòng)作對(duì)應(yīng)。
激發(fā)條件有兩種形式，pthread_cond_signal()激活一個(gè)等待該條件的線程，存在多個(gè)等待線程時(shí)按入隊(duì)順序激活其中一個(gè)；而pthread_cond_broadcast()則激活所有等待線程。
現(xiàn)在來看一段典型的應(yīng)用：看注釋即可。
- #include <pthread.h>
- #include <unistd.h>
-
- static pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
- static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
-
- struct node {
- int n_number;
- struct node *n_next;
- } *head = NULL;
-
- /*[thread_func]*/
- static void cleanup_handler(void *arg)
- {
- printf("Cleanup handler of second thread./n");
- free(arg);
- (void)pthread_mutex_unlock(&mtx);
- }
- static void *thread_func(void *arg)
- {
- struct node *p = NULL;
-
- pthread_cleanup_push(cleanup_handler, p);
- while (1) {
- pthread_mutex_lock(&mtx); //這個(gè)mutex主要是用來保證pthread_cond_wait的并發(fā)性
- while (head == NULL) { // 這個(gè)while要特別說明一下，單個(gè)pthread_cond_wait功能很完善，為何這里要有一個(gè)while (head == NULL)呢？因?yàn)?pthread_cond_wait里的線程可能會(huì)被意外喚醒，如果這個(gè)時(shí)候head != NULL，則不是我們想要的情況。這個(gè)時(shí)候，應(yīng)該讓線程繼續(xù) 進(jìn)入pthread_cond_wait
- pthread_cond_wait(&cond, &mtx); // pthread_cond_wait 會(huì)先解除之前的pthread_mutex_lock鎖定的mtx，然后阻塞在等待對(duì)列里休眠，直到再次被喚醒（大多數(shù)情況下是等待的條件成立而被喚醒， 喚醒后，該進(jìn)程會(huì)先鎖定先pthread_mutex_lock(&mtx);，再讀取資源
- //用這個(gè)流程是比較清楚的/*block-->unlock-->wait() return-->lock*/
- }
- p = head;
- head = head->n_next;
- printf("Got %d from front of queue/n", p->n_number);
- free(p);
- pthread_mutex_unlock(&mtx); //臨界區(qū)數(shù)據(jù)操作完畢，釋放互斥鎖
- }
- pthread_cleanup_pop(0);
- return 0;
- }
-
- int main(void)
- {
- pthread_t tid;
- int i;
- struct node *p;
- pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL); //子線程會(huì)一直等待資源，類似生產(chǎn)者和消費(fèi)者，但是這里的消費(fèi)者可以是多個(gè)消費(fèi)者，而不僅僅支持普通的單個(gè)消費(fèi)者，這個(gè)模型雖然簡單，但是很強(qiáng)大
- /*[tx6-main]*/
- for (i = 0; i < 10; i++) {
- p = malloc(sizeof(struct node));
- p->n_number = i;
- pthread_mutex_lock(&mtx); //需要操作head這個(gè)臨界資源，先加鎖，
- p->n_next = head;
- head = p;
- pthread_cond_signal(&cond);
- pthread_mutex_unlock(&mtx); //解鎖
- sleep(1);
- }
- printf("thread 1 wanna end the line.So cancel thread 2./n");
- pthread_cancel(tid); //關(guān)于pthread_cancel，有一點(diǎn)額外的說明，它是從外部終止子線程，子線程會(huì)在最近的取消點(diǎn)，退出線程，而在我們的代碼里，最近的取消點(diǎn)肯定就是pthread_cond_wait()了。關(guān)于取消點(diǎn)的信息，有興趣可以google,這里不多說了
- pthread_join(tid, NULL);
- printf("All done -- exiting/n");
- return 0;
- }