ＰＯＳＩＸ条件变量（生产者，消费者）

ＰＯＳＩＸ条件变量

１，当一个线程互斥的访问条件变量的时候，它发现这个变量当前的状态不满足这个线程得以继续执行的要求

　　就需要等待其它线程对该变量进行更改，直到满足它的要求，不然的话，它什嘛也不做。。。。。。。。。

　　等待条件的满足。这个时候呢，，，就需要用到条件变量

　　如上，一个全局变量ｎ　＝　０；

　　两个线程，都有加锁机制，一旦进入临界区，当线程１进入临界区之后，那么就会加锁，线程２也就进不去了

　　，然后根本无法使得ｎ大于０，所以线程１也就无法往下继续执行了，出现了死锁

　　这个时候，我们就需要其它的手段来解决这个问题了，，，那么就是采用条件变量

　　通常一个进程进入临界区会加一个互斥锁（ｍｕｔｅｘ，ｌｏｃｋ），那么条件变量需要跟互斥锁配合使用

　　为什么要配合使用呢？？？

　　１，我们所等待的条件ｎ是多个线程都可以访问的。。。因而对这个条件的保护需要用到锁操作

　　２，一旦一个线程对条件进行了互斥锁加锁，那么其它的线程就无法进入到临界区了

　　　　所以说：条件变量能够跟一个锁配合在一起使用，那么条件变量在等待条件的时候，必须能够对这把锁进行

　　　　　　　　解锁，，，（也就是说：条件变量在等待的时候，第一步一定是先解锁，如果没有进行解锁，其

　　　　　　　　它线程没有机会进入到临界区中，还是跟上面死锁是一样的，一旦解锁了，其它线程就有可能

　　　　　　　　进入到临界区使得条件合适（ｎ大于０）），同时一旦等待的线程对互斥锁进行了解锁，也允许

　　　　　　　　其它的线程进入到临界区，等待同样的一个条件

　　所以说：条件变量是一种新的同步对象，，，当进入到等待条件的时候，首先要进行解锁操作。。。

　　　　　　这也就是我们为什么需要条件变量的原因，，，

　　那么条件变量也可以用于生产者，消费者问题。。。。

　　例如：一个线程访问一个队列的时候，发现队列是空的时候，那么它就只能等待，，，直到其它线程将一个

　　　　　节点放入到队列中的时候，可以向等待当中的线程发起一个通知。

　　　　　这个时候，就用到了条件变量了

　　所以说：通过条件变量也能解决生产者，消费者问题，，，而且对于解决缓冲区是无界的。是比较理想的一种

　　　　　　解决方案（也就是说：生产者这边不管缓冲区是不是满，因为它认为缓冲区是无界的，这个时候，

　　　　　　我们只需要用一个互斥量和条件变量即可）

　　　　　　pthread_cond_init   //初始化一个条件变量　　　　　　pthread_cond_destroy//销毁一个条件变量　　　　　　pthread_cond_wait　 //在一个条件上等待　　　　　　pthread_cond_signal //当条件满足的时候，我们可以向一个等待的线程发起一个通知 　　　　　　pthread_cond_broadcast//向等待的所有线程发起通知

条件变量的使用规范

等待条件代码：

pthread_mutex_lock(&mutex);while(条件为假)        pthread_cond_wait(cond, mutex);修改条件pthread_mutex_unlock(&mutex);

给条件发送信号代码：

pthread_mutex_lock(&mutex);设置条件为真pthread_cond_signal(cond);pthread_mutex_unlock(&mutex);

使用条件变量来解决生产者消费者的问题

我们来看看下面这个程序：

#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#define ERR_EXIT(m)\do\{\perror(m);\exit(EXIT_FAILURE);\}while(0)#define CONSUMERS_COUNT 5#define PRODUCERS_COUNT 5//两个生产者一个消费者pthread_mutex_t g_mutex;//我们需要一个条件变量对象pthread_cond_t g_cond;//另外我们还要注意到建立线程（消费者＋生产者的个数）pthread_t g_thread[CONSUMERS_COUNT + PRODUCERS_COUNT];int nready = 0; //当前缓冲区中的货物个数//为０，表示在一开始，没有货物void *consume(void *arg){int num = (int)arg;while(1){pthread_mutex_lock(&g_mutex);while(nready == 0){printf("%d  begin wait a condtion ....\n", num);pthread_cond_wait(&g_cond, &g_mutex);}printf("%d end wait a condition...\n", num);printf("%d begin consume product...\n", num);--nready;printf("%d end consume product...\n", num);//当然，我们这里并没有对缓冲区进行操作//也没用信号的操作，，pthread_mutex_unlock(&g_mutex);sleep(1);}return NULL;}void *produce(void *arg){int num = (int)arg;//不管是生产者还是消费者，都应该在不停的生产消费while(1){pthread_mutex_lock(&g_mutex);printf("%d begin produce product....\n", num);++nready;printf("%d end produce product ....\n", num);pthread_cond_signal(&g_cond);printf("%d signal....\n", num);pthread_mutex_unlock(&g_mutex);sleep(5);}return NULL;}int main(void) {        int i;pthread_mutex_init(&g_mutex, NULL);       pthread_cond_init(&g_cond, NULL);//初始化一个条件变量for(i = 0; i<CONSUMERS_COUNT; i++){pthread_create(&g_thread[i], NULL, consume, (void*)i);}sleep(1);//创建若干个消费者线程for(i = 0; i< PRODUCERS_COUNT; i++)pthread_create(&g_thread[CONSUMERS_COUNT+i], NULL, produce, (void*)i);//创建若干个生产者线程for(i = 0; i< CONSUMERS_COUNT + PRODUCERS_COUNT; i++)pthread_join(g_thread[i], NULL);        //等待所创建的线程执行完成pthread_mutex_destroy(&g_mutex);//销毁这些锁pthread_cond_destroy(&g_cond);        //销毁这些条件变量return 0;}

运行结果：

我们再来看看细节问题：

生产者消费者的核心代码：

生产者：

while(1){pthread_mutex_lock(&g_mutex);++nready; pthread_cond_signal(&g_cond); pthread_mutex_unlock(&g_mutex);                 sleep(1);       }

消费者：

while(1){pthread_mutex_lock(&g_mutex);while(nready == 0){pthread_cond_wait(&g_cond, &g_mutex);}--nready;pthread_mutex_unlock(&g_mutex);　　　　  slee(1);　　 }

1， 首先我们来看看：

　　pthread_cond_wait(&g_cond, &g_mutex);

　　这个函数内部做了什嘛事情，，，

　　１，对ｇ_ｍｕｔｅｘ进行解锁（给其它线程进入临界区的条件，才能够更改条件）

　　　　其它线程也就有机会进入临界区，处于等待状态

　　　　而且，我们在使用这个函数之前，一定要先进行加锁操作。。。。

　　２，等待条件，直到有线程向它发起通知，才返回

　　３，当函数返回的时候，一定要对这个ｇ_ｍｕｔｅｘ进行加锁操作。。。。

　　上面这三者，构成了一个原语

２，再来看看这个函数：

pthread_cond_signal(&g_cond);

　　向第一个等待条件的线程发起一个通知，如果没有任何一个线程处于等待条件的状态，这个通知将被忽略

３，这个函数

pthread_cond_broadcast

　　向所有等待的线程发起通知。。。。。

4，接下来，我们来讨论讨论为什么消费者这里要用ｗｈｉｌｅ，ｉｆ不行吗？？？

　　

　　　　while(nready == 0){pthread_cond_wait(&g_cond, &g_mutex);}

　　　１，当信号处理程序完毕的时候，，，等待的函数会重新等待一样，，就好像这个信号没有发生过一样，

　　　　　这个函数会自动重启

　　　２，虚假的唤醒，说明我们并没有等待到条件，，，，此时的ｎｒｅａｄｙ还可能为０，用ｉｆ达不到要求