Linux多线程之同步

引言

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,主要包括两个动作:一个线程等待条件变量的条件成立而挂起(此时不再占用cpu);另一个线程使条件成立(给出条件成立信号)。为了防止竞争,条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。

函数原型

1. 定义条件变量

#include <pthread.h>

/* 定义两个条件变量 */
pthread_cond_t cond_pro, cond_con;

2. 初始化和销毁条件变量

#include <pthread.h>

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

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

/* 初始化条件变量 */
pthread_cond_init(&cond_pro, NULL);
pthread_cond_init(&cond_con, NULL);
/* 销毁条件变量 */
pthread_cond_destroy(&cond_pro);
pthread_cond_destroy(&cond_pro);

3. 等待和激发条件

#include <pthread.h>

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

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
/* 等待条件 */
/* 注意:pthread_cond_wait为阻塞函数。解开锁,再等待。等条件满足时,需要抢到锁,才可以被唤醒*/
pthread_cond_wait(&cond_pro,&mutex); 

/* 激发条件 */
/* 所有因为不满足条件的线程都会阻塞在条件变量cond_pro中的一个队列中 */
/* 以广播方式,通知所有被阻塞的所有线程 */
pthread_cond_broadcast(&cond_pro);
/* 以signal方式,只通知排在最前面的线程 */
pthread_cond_signal(&cond_pro);

代码

/*************************************************************************
    > File Name: my_con.c
    > Author: KrisChou
    > Mail:[email protected]
    > Created Time: Tue 26 Aug 2014 10:24:29 AM CST
 ************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define CELL 10
#define FLORE 0

int i = 0; /* 所有线程共享的全局变量,此处假定至多递增至10,最小减到0 */

pthread_mutex_t mutex;              /* 定义互斥锁 */
pthread_cond_t cond_pro, cond_con;  /* 定义两个条件变量 */

/* 生产者线程 */
void* pro_handler(void *arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());   /* 由系统回收线程资源,而非主线程回收资源 ,此类情况主线程是个服务器,永久不会退出 */

    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if(i >= CELL)
        {
            pthread_cond_wait(&cond_pro,&mutex);
            /* continue是轮询,此处是阻塞 */
            /* 把锁放开再等 ,第一个参数是结构体指针,其中有成员存放被阻塞的函数 */
            /*不占cpu*/
            /* 不满足条件时才会等 ,需要别人告诉它,才能唤醒它*//* 当它返回时,锁也要回来了*/
        }
        i++;
        if(i == 1)
        {
            /* 由空到不空,唤醒消费者 */
            pthread_cond_signal(&cond_con);    /*不会立马signal被阻塞的消费者线程,因为其还要等锁抢回来*/
        }
        printf("add i: %d \n", i);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(rand() % 5 + 1);
    }
}

/* 消费者线程 */
void* con_handler(void *arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if(i <= FLORE)
        {
            pthread_cond_wait(&cond_cno,&mutex);
        }
        i--;
        if(i == 9) /* 由满到不满,要告诉生产者,以便将其唤醒 *//*此处,直接signal也可以,我们是为了更加精确*/
        {
            pthread_cond_signal(&cond_pro);
        }
        printf("con i: %d \n", i);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(rand() % 5 + 1);
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) // exe +num -num
{
    srand(getpid());
    int con_cnt, pro_cnt;
    pro_cnt = atoi(argv[1]);
    con_cnt = atoi(argv[2]);
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    pthread_cond_init(&cond_pro,NULL);
    pthread_cond_init(&cond_con,NULL);
    pthread_t *arr = (pthread_t*)calloc(con_cnt + pro_cnt , sizeof(pthread_t));
    int index = 0;
    while(pro_cnt > 0)
    {
        pthread_create(arr + index, NULL, pro_handler, NULL);
        index++;
        pro_cnt--;
    }
    while(con_cnt > 0)
    {
        pthread_create(arr + index, NULL, con_handler, NULL);
        index++;
        con_cnt--;
    }
    while(1);
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond_pro);
    pthread_cond_destroy(&cond_con);
    return 0;
}
时间: 08-24

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