1.Pthread條件變量簡介

條件變量也是線程間同步一個重要的內容，如果說互斥是一個種競爭關系，那麽條件變量用於協調線程之間的關系，是一種合作關系。

條件變量的應用很多，例如：BlockingQueue，ThreadPool等。

2. 條件變量的封裝

其實就是對pthread_cond_t和相關函數的封裝：

#include <pthread.h>

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;//靜態初始化

int pthread_cond_init(pthread_cond_t    *cond,    pthread_condattr_t *cond_attr);//動態初始化  
 


int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

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

int   pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t   *cond,    pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
 

另外，我們在調用pthread_cond_wait的時候，必須先加鎖，需要用到之前MutexLock的私用成員函數，這裏已經在MutexLock.h中將class Condition設定為了MutexLock的一個友元。

//Condition.h

#ifndef __CONDITION_H__
#define __CONDITION_H__
#include "MutexLock.h"
#include <pthread.h>
#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <assert.h>
class MutexLock;
 
class Condition
{
    public:
        Condition(MutexLock &mutex);
        ~Condition();
        void wait();//封裝pthread_cond_wait
        void notify();//封裝pthread_cond_signal
        void notifyAll();//封裝pthread_cond_broadcast
    private:
        pthread_cond_t cond_;
        MutexLock &mutex_;
};
#endi#include "Condition.#include "MutexLock.h"#include <assert.h>

Condition::Condition(MutexLock &mutex):mutex_(mutex)
{
    CHECK(!pthread_cond_init(&cond_, NULL));//條件變量初始化
}

Condition::~Condition()
{
    CHECK(!pthread_cond_destroy(&cond_));//析構操作
}
void Condition::wait()
{
    assert(mutex_.isLocking());//wait前必須上鎖  assert函數就是用來調試的  assert（exp） 若exp的表達式為假  則程序不執行結束報錯   為真則什麽也不做！！
    CHECK(!pthread_cond_wait(&cond_, mutex_.getMutexPtr()));
　　 //pthread_cond_wait 阻塞時釋放鎖，返回時會自動加鎖
    mutex_.restoreMutexStatus(); //還原狀態
}
void Condition::notify()
{
    CHECK(!pthread_cond_signal(&cond_));//通知等待線程隊列中的線程
}

void Condition::notifyAll()
{
    CHECK(!pthread_cond_broadcast(&cond_));//通知所有等待線程
}

註意學習下知識點：！！！

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex) 　　

int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime)

等待條件有兩種方式：無條件等待pthread_cond_wait()和計時等待pthread_cond_timedwait()，其中計時等待方式如果在給定時刻前條件沒有滿足，則返回ETIMEOUT，結束等待，

其中abstime以與time()系統調用相同意義的絕對時間形式出現，0表示格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒。

無論哪種等待方式，都必須和一個互斥鎖配合，以防止多個線程同時請求pthread_cond_wait()（或pthread_cond_timedwait()，下同）的競爭條件（Race Condition）。

mutex互斥鎖必須是普通鎖（PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP）或者適應鎖（PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP），且在調用pthread_cond_wait()前必須由本線程加鎖（pthread_mutex_lock()），

而在更新條件等待隊列以前，mutex保持鎖定狀態，並在線程掛起進入等待前解鎖。

在條件滿足從而離開pthread_cond_wait()之前，mutex將被重新加鎖，以與進入pthread_cond_wait()前的加鎖動作對應。

激發條件有兩種形式，pthread_cond_signal()激活一個等待該條件的線程，存在多個等待線程時按入隊順序激活其中一個； 而pthread_cond_broadcast()則激活所有等待線程。

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在網上看到一個名詞“驚群效應”，意思就是說broadcast使用不當，當喚醒所有線程而只有一個線程能夠拿到資源，所以關於broadcast還是要慎用。

關於封裝條件變量的一般使用，假設我們要實現簡單的容量無限的BlockingQueue，可以這樣寫： BlockingQueue就是阻塞隊列 經典到就是生產者消費者模型的實現

MutexLock mutex;
Condition cond(mutex);
std::deque<int> queue;

int dequeue()//出列
{
    MutexLockGurad lock(mutex);
    while(queue.empty())
    {
        cond.wait();//這一步會釋放mutex並進入等待，這兩個操作是原子的
        　　　　　　//wait()返回後，會自動重新加鎖   這個wait就是condition類中封裝的 pthread_cond_wait函數
    }
    assert(!queue.empty());
    int top = queue.front();
    queue.pop_front();
    return top;
}

void enqueue(int x )//入隊
{
    MutexLockGurad(mutex);
    queue.push_back(x);
    cond.notify();//這句也可以移出臨界區   ？？？？？？不是特別明白  
}

c++ 封裝線程庫 1