多线程编程-条件变量pthread_cond_t

2024-06-15 03:08
文章标签 条件 多线程 编程 变量 pthread cond

本文主要是介绍多线程编程-条件变量pthread_cond_t，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

  有的时候仅仅依靠锁住共享资源来使用它是不够的。有时候共享资源只有某些状态的时候才能够使用。比方说，某个线程如果要从堆栈中读取数据，那么如果栈中没有数据就必须等待数据被压栈。这种情况下的同步使用互斥锁

是不够的。另一种同步的方式－－条件变量，就可以使用在这种情况下。

条件变量的使用总是和互斥锁及共享资源联系在一起的。线程首先锁住互斥锁，然后检验共享资源的状态是否处于可使用的状态。如果不是，那么线程就要等待条件变量。要指向这样的操作就必须在等待的时候将互斥锁解锁，以

便其他线程可以访问共享资源并改变其状态。它还得保证从等到得线程返回时互斥体是被上锁得。当另一个线程改变了共享资源的状态时，它就要通知正在等待条件变量的线程，使之重新变回被互斥锁阻塞的线程。

[cpp] view plain copy print ?
  1. #include <pthread.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥锁*/
  5. pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*初始化条件变量*/
  6. void *thread1(void *);
  7. void *thread2(void *);
  8. int i=1;
  9. int main(void)
  10. {
  11. pthread_t t_a;
  12. pthread_t t_b;
  13. pthread_create(&t_a,NULL,thread1,(void *)NULL);/*创建进程t_a*/
  14. pthread_create(&t_b,NULL,thread2,(void *)NULL); /*创建进程t_b*/
  15. pthread_join(t_a, NULL);/*等待进程t_a结束*/
  16. pthread_join(t_b, NULL);/*等待进程t_b结束*/
  17. pthread_mutex_destroy(&mutex);
  18. pthread_cond_destroy(&cond);
  19. exit(0);
  20. }
  21. void *thread1(void *junk)
  22. {
  23. for(i=1;i<=6;i++)
  24. {
  25. pthread_mutex_lock(&mutex);/*锁住互斥量*/
  26. printf("thread1: lock %d/n", __LINE__);
  27. if(i%3==0){
  28. printf("thread1:signal 1 %d/n", __LINE__);
  29. pthread_cond_signal(&cond);/*条件改变，发送信号，通知t_b进程*/
  30. printf("thread1:signal 2 %d/n", __LINE__);
  31. sleep(1);
  32. }
  33. pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解锁互斥量*/
  34. printf("thread1: unlock %d/n/n", __LINE__);
  35. sleep(1);
  36. }
  37. }
  38. void *thread2(void *junk)
  39. {
  40. while(i<6)
  41. {
  42. pthread_mutex_lock(&mutex);
  43. printf("thread2: lock %d/n", __LINE__);
  44. if(i%3!=0){
  45. printf("thread2: wait 1 %d/n", __LINE__);
  46. pthread_cond_wait(&cond,&mutex);/*解锁mutex，并等待cond改变*/
  47. printf("thread2: wait 2 %d/n", __LINE__);
  48. }
  49. pthread_mutex_unlock(&mutex);
  50. printf("thread2: unlock %d/n/n", __LINE__);
  51. sleep(1);
  52. }
  53. }
[cpp] view plain copy print ?
  1. #include <pthread.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥锁*/
  5. pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*初始化条件变量*/
  6. void *thread1(void *);
  7. void *thread2(void *);
  8. int i=1;
  9. int main(void)
  10. {
  11. pthread_t t_a;
  12. pthread_t t_b;
  13. pthread_create(&t_a,NULL,thread1,(void *)NULL);/*创建进程t_a*/
  14. pthread_create(&t_b,NULL,thread2,(void *)NULL); /*创建进程t_b*/
  15. pthread_join(t_a, NULL);/*等待进程t_a结束*/
  16. pthread_join(t_b, NULL);/*等待进程t_b结束*/
  17. pthread_mutex_destroy(&mutex);
  18. pthread_cond_destroy(&cond);
  19. exit(0);
  20. }
  21. void *thread1(void *junk)
  22. {
  23. for(i=1;i<=6;i++)
  24. {
  25. pthread_mutex_lock(&mutex);/*锁住互斥量*/
  26. printf("thread1: lock %d/n", __LINE__);
  27. if(i%3==0){
  28. printf("thread1:signal 1 %d/n", __LINE__);
  29. pthread_cond_signal(&cond);/*条件改变，发送信号，通知t_b进程*/
  30. printf("thread1:signal 2 %d/n", __LINE__);
  31. sleep(1);
  32. }
  33. pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解锁互斥量*/
  34. printf("thread1: unlock %d/n/n", __LINE__);
  35. sleep(1);
  36. }
  37. }
  38. void *thread2(void *junk)
  39. {
  40. while(i<6)
  41. {
  42. pthread_mutex_lock(&mutex);
  43. printf("thread2: lock %d/n", __LINE__);
  44. if(i%3!=0){
  45. printf("thread2: wait 1 %d/n", __LINE__);
  46. pthread_cond_wait(&cond,&mutex);/*解锁mutex，并等待cond改变*/
  47. printf("thread2: wait 2 %d/n", __LINE__);
  48. }
  49. pthread_mutex_unlock(&mutex);
  50. printf("thread2: unlock %d/n/n", __LINE__);
  51. sleep(1);
  52. }
  53. }

编译：

[X61@horizon threads]$ gcc thread_cond.c -lpthread -o tcd

以下是程序运行结果：

[X61@horizon threads]$ ./tcd
thread1: lock 30
thread1: unlock 40

thread2: lock 52
thread2: wait 1 55
thread1: lock 30
thread1: unlock 40

thread1: lock 30
thread1:signal 1 33
thread1:signal 2 35
thread1: unlock 40

thread2: wait 2 57
thread2: unlock 61

thread1: lock 30
thread1: unlock 40

thread2: lock 52
thread2: wait 1 55
thread1: lock 30
thread1: unlock 40

thread1: lock 30
thread1:signal 1 33
thread1:signal 2 35
thread1: unlock 40

thread2: wait 2 57
thread2: unlock 61

这里的两个关键函数就在pthread_cond_wait和pthread_cond_signal函数。

本例中：

线程一先执行，获得mutex锁，打印，然后释放mutex锁，然后阻塞自己1秒。

线程二此时和线程一应该是并发的执行 ，这里是一个要点，为什么说是线程此时是并发的执行，因为此时不做任何干涉的话，是没有办法确定是线程一先获得执行还是线程二先获得执行，到底那个线程先获得执行，取决于操作系统的调度，想刻意的让线程2先执行，可以让线程2一出来，先sleep一秒。
这里并发执行的情况是，线程一先进入循环，然后获得锁，此时估计线程二执行,阻塞在
pthread_mutex_lock(&mutex);
这行语句中，直到线程1释放mutex锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解锁互斥量*/
然后线程二得已执行，获取metux锁，满足if条件，到pthread_cond_wait (&cond,&mutex);/*等待*/
这里的线程二阻塞，不仅仅是等待cond变量发生改变，同时释放mutex锁 ，因为当时看书没有注意，所以这里卡了很久。
mutex锁释放后，线程1终于获得了mutex锁，得已继续运行，当线程1的if（i%3==0）的条件满足后，通过pthread_cond_signal发送信号，告诉等待cond的变量的线程（这个情景中是线程二），cond条件变量已经发生了改变。

不过此时线程二并没有立即得到运行 ，因为线程二还在等待mutex锁的释放，所以线程一继续往下走，直到线程一释放mutex锁，线程二才能停止等待，打印语句，然后往下走通过pthread_mutex_unlock(&mutex)释放mutex锁，进入下一个循环。


这篇关于多线程编程-条件变量pthread_cond_t的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1062265。

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