條件變數：

條件變數本身不是鎖！但它也可以造成執行緒阻塞。通常與互斥鎖配合使用。給多執行緒提供一個會合的場所。

主要應用函式：

pthread_cond_init函式

pthread_cond_destroy函式

pthread_cond_wait函式

pthread_cond_timedwait函式

pthread_cond_signal函式

pthread_cond_broadcast函式

以上6 個函式的返回值都是：成功返回0， 失敗直接返回錯誤號。

pthread_cond_t型別 用於定義條件變數

pthread_cond_t cond;

pthread_cond_init函式

初始化一個條件變數

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

參2：attr表條件變數屬性，通常為預設值，傳NULL即可

也可以使用靜態初始化的方法，初始化條件變數：

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

pthread_cond_destroy函式

銷燬一個條件變數

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

pthread_cond_wait函式

阻塞等待一個條件變數

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

函式作用：

1. 阻塞等待條件變數cond（參1）滿足

2. 釋放已掌握的互斥鎖（解鎖互斥量）相當於pthread_mutex_unlock(&mutex);

 1.2.兩步為一個原子操作。

3. 當被喚醒，pthread_cond_wait函式返回時，解除阻塞並重新申請獲取互斥鎖pthread_mutex_lock(&mutex);

pthread_cond_timedwait函式

限時等待一個條件變數

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

參3： 參看man sem_timedwait函式，檢視struct timespec結構體。

struct timespec {

time_t tv_sec; /* seconds */ 秒

long   tv_nsec; /* nanosecondes*/ 納秒

}

形參abstime：絕對時間。

如：time(NULL)返回的就是絕對時間。而alarm(1)是相對時間，相對當前時間定時1秒鐘。

struct timespec t = {1, 0};

pthread_cond_timedwait (&cond, &mutex, &t); 只能定時到 1970年1月1日 00:00:01秒(早已經過去) 

正確用法：

time_t cur = time(NULL); 獲取當前時間。

struct timespec t; 定義timespec 結構體變數t

t.tv_sec = cur+1; 定時1秒

pthread_cond_timedwait (&cond, &mutex, &t); 傳參 參APUE.11.6執行緒同步條件變數小節

在講解setitimer函式時我們還提到另外一種時間型別：

        struct timeval {

             time_t      tv_sec;  /* seconds */ 秒

             suseconds_t tv_usec; /* microseconds */ 微秒

        };

pthread_cond_signal函式

喚醒至少一個阻塞在條件變數上的執行緒

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

pthread_cond_broadcast函式

喚醒全部阻塞在條件變數上的執行緒

    int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

生產者消費者條件變數模型

執行緒同步典型的案例即為生產者消費者模型，而藉助條件變數來實現這一模型，是比較常見的一種方法。假定有兩個執行緒，一個模擬生產者行為，一個模擬消費者行為。兩個執行緒同時操作一個共享資源（一般稱之為匯聚），生產向其中新增產品，消費者從中消費掉產品。

看如下示例，使用條件變數模擬生產者、消費者問題：

【conditionVar_product_consumer.c】

/*藉助條件變數模擬 生產者-消費者 問題*/
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

/*連結串列作為公享資料,需被互斥量保護*/
struct msg {
    struct msg *next;
    int num;
};

struct msg *head;
struct msg *mp;

/* 靜態初始化 一個條件變數 和 一個互斥量*/
pthread_cond_t has_product = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *consumer(void *p)
{
    for (;;) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        while (head == NULL) {           //頭指標為空,說明沒有節點    可以為if嗎
            pthread_cond_wait(&has_product, &lock);
        }
        mp = head;      
        head = mp->next;    //模擬消費掉一個產品
        pthread_mutex_unlock(&lock);

        printf("-Consume ---%d\n", mp->num);
        free(mp);
        mp = NULL;
        sleep(rand() % 5);
    }
}

void *producer(void *p)
{
    for (;;) {
        mp = malloc(sizeof(struct msg));
        mp->num = rand() % 1000 + 1;        //模擬生產一個產品
        printf("-Produce ---%d\n", mp->num);

        pthread_mutex_lock(&lock);
        mp->next = head;
        head = mp;
        pthread_mutex_unlock(&lock);

        pthread_cond_signal(&has_product);  //將等待在該條件變數上的一個執行緒喚醒
        sleep(rand() % 5);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t pid, cid;
    srand(time(NULL));

    pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);

    pthread_join(pid, NULL);
    pthread_join(cid, NULL);

    return 0;
}

條件變數的優點：

相較於mutex而言，條件變數可以減少競爭。

如直接使用mutex，除了生產者、消費者之間要競爭互斥量以外，消費者之間也需要競爭互斥量，但如果匯聚（連結串列）中沒有資料，消費者之間競爭互斥鎖是無意義的。有了條件變數機制以後，只有生產者完成生產，才會引起消費者之間的競爭。提高了程式效率。