linux线程学习（4）

线程的同步

1. 条件变量
提供线程之间的一种通知机制，当某一条件满足时，线程A可以通知阻塞在条件变量上的线程B，B所期望的条件已经满足，可以解除在条件变量上的阻塞操作，继续做其他事情。
我们需要这种机制，当互斥量被锁住以后发现当前线程还是无法完成自己的操作，那么它应该释放互斥量，让其他线程工作。
1、可以采用轮询的方式，不停的查询你需要的条件
2、让系统来帮你查询条件，使用条件变量pthread_cond_t cond

2. 条件变量的初始化和销毁

//条件变量使用之前需要初始化pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,             const pthread_condattr_t *restrict attr);        // 默认属性为空NULL//条件变量使用完成之后需要销毁int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

3. 条件变量的使用

//条件变量使用需要配合互斥量int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,         pthread_mutex_t *restrict mutex);//1、使用pthread_cond_wait等待条件变为真。传递给pthread_cond_wait的互斥量对条件进行保护，调用者把锁住的互斥量传递给函数。//2、这个函数将线程放到等待条件的线程列表上，然后对互斥量进行解锁，这是个原子操作。当条件满足时这个函数返回，返回以后继续对互斥量加锁。

当条件满足的时候，需要唤醒等待条件的线程
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
1、pthread_cond_broadcast唤醒等待条件的所有线程
2、pthread_cond_signal至少唤醒等待条件的某一个线程
注意，一定要在条件改变以后在唤醒线程

4. 实例练习
创建两个线程，一个线程往buff里写数据，每隔1s写一次，总共写30次，一个线程往buff里读数据，每隔2s读一次，总共读30次：

#include <pthread.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#define BUFF_SIZE  5typedef struct product{       int buff[BUFF_SIZE];//数据buff    int readpos,writepos;//读写位置，即buff的下标    pthread_mutex_t lock;//互斥量，配合条件变量使用    pthread_cond_t notempty;//非空条件    pthread_cond_t notfull;//非满条件}*Buff_t;void put(Buff_t p,int data);int get(Buff_t p);//进行互斥量、条件变量、位置（下标）的初始化void init_func(Buff_t p){    pthread_mutex_init(&(p->lock),NULL);//互斥量初始化    //条件变量初试化    pthread_cond_init(&(p->notempty),NULL);    pthread_cond_init(&(p->notfull),NULL);    //初始化时读和写的位置（下标）均为零    p->readpos=0;    p->writepos=0;}//函数功能：进行互斥量、条件变量的销毁void destory(Buff_t p){    pthread_mutex_destroy(&p->lock);    pthread_cond_destroy(&p->notempty);    pthread_cond_destroy(&p->notfull);    p->readpos=0;    p->writepos=0;}void * producer(void *arg)//子线程生成，然后放入buff{    int i;    for(i=1;i<=30;i++)    {        put((Buff_t)arg,i);        printf("put the %d production to buff\n",i);        sleep(1);        printf("put the %d production to buff success\n",i);    }    return NULL;}void *customer(void *arg)//子线程消费，行buff去出相关值并打印{    int i,val;    for(i=1;i<=30;i++)    {        val=get((Buff_t)arg);        printf("get the production form buff\n");        sleep(2);        printf("get the production form buff success,val is %d\n",val);    }    return NULL;}void put(Buff_t p,int data){    pthread_mutex_lock(&p->lock);//进行加锁操作    if((p->writepos+1)%BUFF_SIZE == p->readpos)//判断buff是否满了    {        printf("producer wait for not full\n");        pthread_cond_wait(&p->notfull, &p->lock);//如果满了，就需要等待到非满的时候，等待时，互斥量会被解锁，其他有进行加锁的线程就可以运行（这里的等待时，get（）函数就可运行），当条件满足时这个函数返回，返回以后继续对互斥量加锁。    }    p->buff[p->writepos] = data;//buff非满时，就可往buff里写入数据，    p->writepos = (p->writepos+1) % BUFF_SIZE;//写位置加一，当超过BUFF_SIZE时，要从头开始（即为零）    pthread_cond_signal(&p->notempty);//发出非空信号，唤醒等待条件的线程    pthread_mutex_unlock(&p->lock);//解锁操作}int get(Buff_t p){       int val;    pthread_mutex_lock(&p->lock);//进行加锁操作    if(p->readpos==p->writepos)//判断buff是否为空，为空就等待，直到为非空    {        printf("it is empty,wait\n");        pthread_cond_wait(&p->notempty,&p->lock);    }    val = p->buff[p->readpos];    p->readpos=(p->readpos+1)%BUFF_SIZE;     pthread_cond_signal(&p->notfull);    pthread_mutex_unlock(&p->lock);    return val;}int main(){    Buff_t p=(Buff_t)malloc(sizeof(struct product));    pthread_t product_t,customer_t;//线程id    init_func(p); //在使用互斥量、条件变量前，调用初始化函数，进行相关初始化    //创建两个线程，线程producer往buff中每秒存值一次，存30次    //线程customer从buff中每两秒取值一次，并打印，取30次    pthread_create(&product_t, NULL, producer, (void *)p);      pthread_create(&customer_t, NULL, customer, (void *)p);      //连接线程，等待线程结束    pthread_join(product_t, NULL);      pthread_join(customer_t, NULL);      //销毁互斥量、条件变量    destory(p);    return 0;}

运行结果：