【Linux取经路】线程同步—

【Linux取经路】线程同步——条件变量

文章目录

前言
一、条件变量
- 1.1 pthread_cond_init——初始化一个条件变量
- 1.2 pthread_cond_destroy——销毁一个条件变量
- 1.3 定义一个全局的条件变量
- 1.4 pthread_cond_wait——等待条件满足
- 1.5 pthread_cond_signal——唤醒一个等待线程
- 1.6 pthread_cond_broadcast——唤醒所有等待线程
二、线程同步代码
- 2.1 pthread_cond_wait 为什么在加锁和解锁之间进行调用？
三、结语

在这里插入图片描述

前言

在某些互斥场景下，可能会引发线程的饥饿问题，为了避免饥饿问题，线程同步这个话题就诞生了。需要注意，不要因为互斥会导致饥饿问题，就觉得互斥有问题，互斥本身是一种解决方案，有自己的应用场景。

同步：在保证数据安全的前提下，让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源，从而有效避免饥饿问题，叫做同步。

一、条件变量

条件变量必须依赖于锁的使用，因为只有一个线程先去申请锁，申请失败了，才会到条件变量的队列里面去等待。

1.1 pthread_cond_init——初始化一个条件变量

#include <pthread.h>

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);

cond：要初始化的条件变量，其中 pthread_cond_t 是一个数据类型，用来表示一个条件变量。
attr：条件变量的属性。

1.2 pthread_cond_destroy——销毁一个条件变量

#include <pthread.h>

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

1.3 定义一个全局的条件变量

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

定义的全局的条件变量，不需要我们自己进行初始化和销毁。

1.4 pthread_cond_wait——等待条件满足

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);

调用该函数让线程等待的时候，如果该线程拥有锁，会自动释放锁。

1.5 pthread_cond_signal——唤醒一个等待线程

#include <pthread.h>

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

1.6 pthread_cond_broadcast——唤醒所有等待线程

#include <pthread.h>

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

二、线程同步代码

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <unistd.h>

using namespace std;

#define NUM 4

int cnt = 0;

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

void *Count(void *args)
{
    pthread_detach(pthread_self()); // 线程分离
    uint64_t num = (uint64_t)args;
    cout << "Thread " << num << " is creat success" << endl;
    usleep(100000);
    while(true)
    {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        pthread_cond_wait(&cond, &lock); // 
        cout << "Thread " << num << " is running... cnt: "  << cnt << endl;
        cnt++;
        usleep(10000);
        pthread_mutex_unlock(&lock); 
    }
}

int main()
{
    for(uint64_t i = 1; i <= NUM; i++)
    {
        pthread_t tid;
        pthread_create(&tid, nullptr, Count, (void *)i);
        usleep(1000);
    }

    while(true)
    {
        sleep(1);
        pthread_cond_signal(&cond); // 唤醒一个线程
        cout << "signal one thread..." << endl;
    }
    return 0;
}