linux系统编程：线程同步-条件变量(cond)

线程同步-条件变量(cond)

生产者与消费者问题

再引入条件变量之前，我们先看下生产者和消费者问题：生产者不断地生产产品，同时消费者不断地在消费产品。
这个问题的同步在于两处：第一，消费者之间需要同步：同一件产品只可由一人消费。第二，当无产品可消费时，消费者需等待生产者生产后，才可继续消费，这又是一个同步问题。详细了解：生产者消费者问题。

条件变量

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，并且条件变量总是和互斥锁结合在一起。

相关函数

pthread_cond_t   //条件变量类型
pthread_cond_init
pthread_cond_destroy
pthread_cond_wait(pthread_cond_t *, pthread_mutex_t *)
pthread_cond_timedwait
pthread_cond_signal
pthread_cond_broadcast

其中，需要着重理解的是pthread_cond_wait()方法，它有三个作用：

所有运行到此处的线程被阻塞，直到条件变量的唤醒。
在阻塞的同时释放锁。
当被唤醒后，重新去获取锁。
唤醒线程的函数有两个：pthread_cond_signal和pthread_cond_broadcast，前者唤醒一个，后者唤醒所有的。

生产者与消费者示例代码

运用条件变量，我们来解决下生产者和消费者问题：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
struct goods
{
	int id;
	struct goods *next;
};
pthread_mutex_t m;
pthread_cond_t has_product;
struct goods *head;
void *producer(void *argv)
{
	struct goods *p = NULL;
	while (1)
	{
		pthread_mutex_lock(&m);
		p = malloc(sizeof(struct goods));
		p->id = rand() % 100;
		p->next = head;
		head = p;
		printf("produce %d\n", p->id);
		pthread_mutex_unlock(&m);
		pthread_cond_signal(&has_product);
		//printf("produce %d\n", p->id);
		sleep(rand() % 2);
	}
	return (void *)0;
}
void *comsumer(void *argv)
{
	struct goods *p = NULL;
	while (1)
	{
		pthread_mutex_lock(&m);
		//思考：pthread_cond_wait()的作用？
		while (NULL == head)
			pthread_cond_wait(&has_product, &m);
		p = head;
		head = head->next;
		printf("comsume %d\n", p->id);
		pthread_mutex_unlock(&m);
		//printf("comsume %d\n", p->id);
		free(p);
		sleep(rand() % 2);
	}
	return (void *)0;
}
int main(void)
{
	int i;
	//初始化条件变量和互斥量
	pthread_mutex_init(&m, NULL);
	pthread_cond_init(&has_product, NULL);
	head = NULL;
	pthread_t pro[2], com[3];
	for (i = 0; i < 2; i++)
		pthread_create(&pro[i], NULL, producer, NULL);
	for (i = 0; i < 3; i++)
		pthread_create(&com[i], NULL, comsumer, NULL);
	for (i = 0; i < 2; i++)
		pthread_join(pro[i], NULL);
	for (i = 0; i < 3; i++)
		pthread_join(com[i], NULL);
	//销毁条件变量和互斥量
	pthread_mutex_destroy(&m);
	pthread_cond_destroy(&has_product);
	return 0;
}

在代码中，我们开启两个线程作为生产者，三个线程作为消费者。产品使用链表存储，并且每次生产和消费都在链表头部发生。

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