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1．引言：

條件變量是一種同步機(jī)制，允許線程掛起，直到共享數(shù)據(jù)上的某些條件得到滿足。條件變量上的基本操作有：觸發(fā)條件(當(dāng)條件變?yōu)?span style="font-family:'Times New Roman';">?true?時(shí))；等待條件，掛起線程直到其他線程觸發(fā)條件。

????條件變量要和互斥量相聯(lián)結(jié)，以避免出現(xiàn)條件競(jìng)爭(zhēng)－－一個(gè)線程預(yù)備等待一個(gè)條件變量，當(dāng)它在真正進(jìn)入等待之前，另一個(gè)線程恰好觸發(fā)了該條件。

2．函數(shù)說明：

1）初始化條件變量pthread_cond_init

函數(shù)原型：int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cv, const pthread_condattr_t *cattr);

返回值：函數(shù)成功返回0；任何其他返回值都表示錯(cuò)誤。

參數(shù)說明：當(dāng)參數(shù)cattr為空指針時(shí)，函數(shù)創(chuàng)建的是一個(gè)缺省的條件變量。否則條件變量的屬性將由cattr中的屬性值來決定。調(diào)用pthread_cond_init函數(shù)時(shí)，參數(shù)cattr為空指針等價(jià)于cattr中的屬性為缺省屬性，只是前者不需要cattr所占用的內(nèi)存開銷。這個(gè)函數(shù)返回時(shí)，條件變量被存放在參數(shù)cv指向的內(nèi)存中。

可以用宏PTHREAD_COND_INITIALIZER來初始化靜態(tài)定義的條件變量，使其具有缺省屬性。這和用pthread_cond_init函數(shù)動(dòng)態(tài)分配的效果是一樣的。初始化時(shí)不進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。如：pthread_cond_t cv = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

不能由多個(gè)線程同時(shí)初始化一個(gè)條件變量。當(dāng)需要重新初始化或釋放一個(gè)條件變量時(shí)，應(yīng)用程序必須保證這個(gè)條件變量未被使用。

2）阻塞在條件變量上pthread_cond_wait

函數(shù)原型：int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cv, pthread_mutex_t *mutex);

返回值：函數(shù)成功返回0；任何其他返回值都表示錯(cuò)誤

參數(shù)說明：函數(shù)將解鎖mutex參數(shù)指向的互斥鎖，并使當(dāng)前線程阻塞在cv參數(shù)指向的條件變量上。被阻塞的線程可以被pthread_cond_signal函數(shù)，pthread_cond_broadcast函數(shù)喚醒，也可能在被信號(hào)中斷后被喚醒。pthread_cond_wait函數(shù)的返回并不意味著條件的值一定發(fā)生了變化，必須重新檢查條件的值。pthread_cond_wait函數(shù)返回時(shí)，相應(yīng)的互斥鎖將被當(dāng)前線程鎖定，即使是函數(shù)出錯(cuò)返回。

一般一個(gè)條件表達(dá)式都是在一個(gè)互斥鎖的保護(hù)下被檢查。當(dāng)條件表達(dá)式未被滿足時(shí)，線程將仍然阻塞在這個(gè)條件變量上。當(dāng)另一個(gè)線程改變了條件的值并向條件變量發(fā)出信號(hào)時(shí)，等待在這個(gè)條件變量上的一個(gè)線程或所有線程被喚醒，接著都試圖再次占有相應(yīng)的互斥鎖。阻塞在條件變量上的線程被喚醒以后，直到pthread_cond_wait()函數(shù)返回之前條件的值都有可能發(fā)生變化。所以函數(shù)返回以后，在鎖定相應(yīng)的互斥鎖之前，必須重新測(cè)試條件值。最好的測(cè)試方法是循環(huán)調(diào)用pthread_cond_wait函數(shù)，并把滿足條件的表達(dá)式置為循環(huán)的終止條件。

如：pthread_mutex_lock(); while (condition_is_false) pthread_cond_wait(); pthread_mutex_unlock();

阻塞在同一個(gè)條件變量上的不同線程被釋放的次序是不一定的。

注意：pthread_cond_wait()函數(shù)是退出點(diǎn)，如果在調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)，已有一個(gè)掛起的退出請(qǐng)求，且線程允許退出，這個(gè)線程將被終止并開始執(zhí)行善后處理函數(shù)，而這時(shí)和條件變量相關(guān)的互斥鎖仍將處在鎖定狀態(tài)。

3）解除在條件變量上的阻塞pthread_cond_signal

函數(shù)原型：int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cv);

返回值：函數(shù)成功返回0；任何其他返回值都表示錯(cuò)誤

參數(shù)說明：函數(shù)被用來釋放被阻塞在指定條件變量上的一個(gè)線程。必須在互斥鎖的保護(hù)下使用相應(yīng)的條件變量。否則對(duì)條件變量的解鎖有可能發(fā)生在鎖定條件變量之前，從而造成死鎖。

喚醒阻塞在條件變量上的所有線程的順序由調(diào)度策略決定，如果線程的調(diào)度策略是SCHED_OTHER類型的，系統(tǒng)將根據(jù)線程的優(yōu)先級(jí)喚醒線程。如果沒有線程被阻塞在條件變量上，那么調(diào)用pthread_cond_signal()將沒有作用。

4）阻塞直到指定時(shí)間pthread_cond_timedwait

函數(shù)原型：int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cv, pthread_mutex_t *mp, const structtimespec * abstime);?頭文件為：#include <time.h>

返回值：函數(shù)成功返回0；任何其他返回值都表示錯(cuò)誤

參數(shù)說明：函數(shù)到了一定的時(shí)間，即使條件未發(fā)生也會(huì)解除阻塞。這個(gè)時(shí)間由參數(shù)abstime指定。函數(shù)返回時(shí)，相應(yīng)的互斥鎖往往是鎖定的，即使是函數(shù)出錯(cuò)返回。

注意：pthread_cond_timedwait函數(shù)也是退出點(diǎn)。超時(shí)時(shí)間參數(shù)是指一天中的某個(gè)時(shí)刻。

使用舉例：

pthread_timestruc_t to; to.tv_sec = time(NULL) + TIMEOUT; to.tv_nsec = 0;

超時(shí)返回的錯(cuò)誤碼是ETIMEDOUT。

5）?釋放阻塞的所有線程pthread_cond_broadcast

函數(shù)原型：int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cv);

返回值：函數(shù)成功返回0；任何其他返回值都表示錯(cuò)誤

參數(shù)說明：函數(shù)喚醒所有被pthread_cond_wait函數(shù)阻塞在某個(gè)條件變量上的線程，參數(shù)cv被用來指定這個(gè)條件變量。當(dāng)沒有線程阻塞在這個(gè)條件變量上時(shí)，pthread_cond_broadcast函數(shù)無效。由于pthread_cond_broadcast函數(shù)喚醒所有阻塞在某個(gè)條件變量上的線程，這些線程被喚醒后將再次競(jìng)爭(zhēng)相應(yīng)的互斥鎖，所以必須小心使用pthread_cond_broadcast函數(shù)。

6）?釋放條件變量pthread_cond_destroy

函數(shù)原型：int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cv);

返回值：函數(shù)成功返回0；任何其他返回值都表示錯(cuò)誤。

注意：條件變量占用的空間并未被釋放。

7）?喚醒丟失問題

在線程未獲得相應(yīng)的互斥鎖時(shí)調(diào)用pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast函數(shù)可能會(huì)引起喚醒丟失問題。

喚醒丟失往往會(huì)在下面的情況下發(fā)生：

一個(gè)線程調(diào)用pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast函數(shù)；

另一個(gè)線程正處在測(cè)試條件變量和調(diào)用pthread_cond_wait函數(shù)之間；

沒有線程正在處在阻塞等待的狀態(tài)下。

3．舉例：

下面是使用函數(shù)pthread_cond_wait（）和函數(shù)pthread_cond_signal（）的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

pthread_mutex_t count_lock;

pthread_cond_t count_nonzero;

unsigned count;

decrement_count　() {

pthread_mutex_lock (&count_lock);

while(count==0)

pthread_cond_wait( &count_nonzero, &count_lock);

count=count -1;

pthread_mutex_unlock (&count_lock);

}

increment_count(){

pthread_mutex_lock(&count_lock);

if(count==0)

pthread_cond_signal(&count_nonzero);

count=count+1;

pthread_mutex_unlock(&count_lock);

}

　　count值為0時(shí)，decrement函數(shù)在pthread_cond_wait處被阻塞，并打開互斥鎖count_lock。此時(shí)，當(dāng)調(diào)用到函數(shù)increment_count時(shí)，pthread_cond_signal（）函數(shù)改變條件變量，告知decrement_count（）停止阻塞。讀者可以試著讓兩個(gè)線程分別運(yùn)行這兩個(gè)函數(shù)，看看會(huì)出現(xiàn)什么樣的結(jié)果。

　　函數(shù)pthread_cond_broadcast（pthread_cond_t *cond）用來喚醒所有被阻塞在條件變量cond上的線程。這些線程被喚醒后將再次競(jìng)爭(zhēng)相應(yīng)的互斥鎖，所以必須小心使用這個(gè)函數(shù)。

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總結(jié)

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