linux下多线程中条件变量的用法

参考 chinaunix.net  无双

 

 

使用条件变量最大的好处是可以避免忙等。相当与多线程中的信号。

 

 

条件变量是线程中的东西就是等待某一条件的发生和信号一样

以下是说明
，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）。为了防止竞争，条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。
条件变量类型为pthread_cond_t 


创建和注销
条件变量和互斥锁一样，都有静态动态两种创建方式，静态方式使用PTHREAD_COND_INITIALIZER常量，如下：
pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER
动态方式调用pthread_cond_init()函数，API定义如下：
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr)
尽管POSIX标准中为条件变量定义了属性，但在LinuxThreads中没有实现，因此cond_attr值通常为NULL，且被忽略。
注销一个条件变量需要调用pthread_cond_destroy()，只有在没有线程在该条件变量上等待的时候才能注销这个条件变量，否则返回EBUSY。API定义如下：
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond) 

等待和激发
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)
等待条件有两种方式：无条件等待pthread_cond_wait()和计时等待pthread_cond_timedwait()，其中计时等待方式如果在给定时刻前条件没有满足，则返回ETIMEOUT，结束等待，其中abstime以与time()系统调用相同意义的绝对时间形式出现，0表示格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒。
使用绝对时间而非相对时间的优点是。如果函数提前返回（很可能因为捕获了一个信号，）
无论哪种等待方式，都必须和一个互斥锁配合，以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait()（或pthread_cond_timedwait()，下同）的竞争条件（Race Condition）。mutex互斥锁必须是普通锁（PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP）或者适应锁（PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP），且在调用pthread_cond_wait()前必须由本线程加锁（pthread_mutex_lock()），而在更新条件等待队列以前，mutex保持锁定状态，并在线程挂起进入等待前解锁。在条件满足从而离开pthread_cond_wait()之前，mutex将被重新加锁，以与进入pthread_cond_wait()前的加锁动作对应。
激发条件有两种形式，pthread_cond_signal()激活一个等待该条件的线程，存在多个等待线程时按入队顺序激活其中一个；而pthread_cond_broadcast()则激活所有等待线程。 


其他
pthread_cond_wait()和pthread_cond_timedwait()都被实现为取消点，因此，在该处等待的线程将立即重新运行，在重新锁定mutex后离开pthread_cond_wait()，然后执行取消动作。也就是说如果pthread_cond_wait()被取消，mutex是保持锁定状态的，因而需要定义退出回调函数来为其解锁。

 

 

EXAMPLE
       Consider two shared variables x and y, protected by the mutex mut,  and
       a  condition  variable  cond  that is to be signaled whenever x becomes
       greater than y.

              int x,y;
              pthread_mutex_t mut = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
              pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

       Waiting until x is greater than y is performed as follows:

              pthread_mutex_lock(&mut);
              while (x <= y) {
                      pthread_cond_wait(&cond, &mut);
              }
              /* operate on x and y */
              pthread_mutex_unlock(&mut);

       Modifications on x and y that may cause x  to  become  greater  than  y
       should signal the condition if needed:

              pthread_mutex_lock(&mut);
              /* modify x and y */
              if (x > y) pthread_cond_broadcast(&cond);
              pthread_mutex_unlock(&mut);

       If  it  can be proved that at most one waiting thread needs to be waken
       up (for instance, if there are only two threads communicating through x
       and  y),  pthread_cond_signal  can be used as a slightly more efficient
       alternative    to    pthread_cond_broadcast.      In     doubt,     use
       pthread_cond_broadcast.

       To  wait  for  x to becomes greater than y with a timeout of 5 seconds,
       do:

 

 

 

 

              struct timeval now;
              struct timespec timeout;
              int retcode;

              pthread_mutex_lock(&mut);
              gettimeofday(&now);
              timeout.tv_sec = now.tv_sec + 5;
              timeout.tv_nsec = now.tv_usec * 1000;
              retcode = 0;
              while (x <= y && retcode != ETIMEDOUT) {
                      retcode = pthread_cond_timedwait(&cond, &mut, &timeout);
              }
              if (retcode == ETIMEDOUT) {
                      /* timeout occurred */
              } else {
                      /* operate on x and y */
              }
              pthread_mutex_unlock(&mut);

 

要想知道更详细，请看  man pthread_cond_wait