條件變數

條件變數是利用執行緒間共享的全域性變數進行同步的一種機制。主要包括兩個動作：一個執行緒等待“條件變數的條件成立”而掛起，另一個執行緒讓“條件成立（給出條件成立訊號）”

作用：為了防止競爭

注意事項：條件變數的使用總是和一個互斥鎖結合在一起

1.pthread_cond_t cond;    //定義條件變數的全域性變數

2.pthread_cond_init（&cond,NULL）  //初始化

3.pthread_cond_wait（&cond，&mutex） //等待條件  mutex為互斥量   阻塞時將mutex置成1，返回時，將mutex恢復程原樣

4.pthread_cond_signal（&cond）//傳送訊號讓等待條件滿足

5.pthread_cond_destroy（&cond）//銷燬條件變數

案例：一秒鐘列印一次啟用

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<pthread.h>
  4 pthread_cond_t cond;
  5 pthread_mutex_t mutex;
  6 void *r1(void *arg)                                                                                                                                      
  7 {
  8     while(1)
  9     {
 10         pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
 11         printf("啟用！！\n");
 12     }
 13 }
 14 void *r2(void *arg)
 15 {
 16     while(1)
 17     {
 18         sleep(1);
 19         pthread_cond_signal(&cond);
 20     }
 21 }
 22 int main()
 23 {
 24     pthread_t t1,t2;
 25     pthread_cond_init(&cond,NULL);
 26     pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
 27     pthread_create(&t1,NULL,r1,NULL);
 28     pthread_create(&t2,NULL,r2,NULL);
 29     pthread_join(t1,NULL);
 30     pthread_join(t2,NULL);
 31     pthread_cond_destroy(&cond);
 32     pthread_mutex_destroy(&mutex);
 33 }
 

生產者消費者模型

生產者生產物品消費者必須要等生產者的物品生產後才能進行消費，當出現多個生產者多個消費者的時候就需要用互斥鎖來進行控制，避免產生混亂，具體如圖：

具體使用：

wait使用規範：

pthread_mutex_lock（&mutex） //在鎖的環境內使用

while（條件不滿足）  //用while的原因：wait可以被pthread_cond_signal喚醒也可以被訊號喚醒

          pthread_cond_wait（&cond,&mutex）

pthread_mutex_unlock(&mutex)

消費者：

pthread_mutex_lock（&mutex）

pthread_cond_signal（&cond）//有執行緒在wait就通知執行緒返回，沒有執行緒在等待，signal訊號被丟掉

pthread_mutex_unlock（&mutex）

具體程式碼：

  1 #include<stdio.h>                                                                                                                                                                                            
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<pthread.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #define CONSUMERS_COUNT 2  //定義兩個生產者
  6 #define PRODUCERS_COUNT 2  //定義兩個消費者
  7 int counter=0;//倉庫中產品的個數
  8 pthread_cond_t cond;
  9 pthread_mutex_t mutex;
 10 void *consumer(void *arg)
 11 {
 12     int id=*(int*)arg;
 13     free(arg);
 14     while(1)
 15     {
 16         pthread_mutex_lock(&mutex);
 17         while(counter<=0)
 18         {
 19             printf("%d 消費者執行緒等待消費\n",id);
 20             pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
 21         }
 22         printf("%d消費者執行緒開始消費\n",id);
 23         counter--;
 24         sleep(rand()%5);//隨機設定一個消費時間
 25         printf("%d消費者執行緒結束消費\n",id);
 26         pthread_mutex_unlock(&mutex);
 27         sleep(rand()%2);
 28     }
 29 }
 30 void *producer(void *arg)
 31 {
 32     int id=*(int*)arg;
 33     free(arg);
 34     while(1)
 35     {
 36         pthread_mutex_lock(&mutex);
 37         printf("%d生產者執行緒開始生產\n",id);
 38         counter++;
 39         sleep(rand()%6);
 40         printf("%d生產者執行緒生產產品結束\n",id);
 41         pthread_cond_signal(&cond);
 42         pthread_mutex_unlock(&mutex);
 43         sleep(1);
 44     }
 45 }
 46 int main()
 47 {
 48     srand(getpid());
 49     pthread_t tid[CONSUMERS_COUNT+PRODUCERS_COUNT];
 50     pthread_cond_init(&cond,NULL);
 51     pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
 52     int i;
 53     for( i=0;i<CONSUMERS_COUNT;i++)
 54     {
 55         int *p=malloc(sizeof(int));
 56         *p=i;//將獲取到的執行緒號儲存
 57         pthread_create(&tid[i],NULL,consumer,p);
 58     }
 59     for( i=0;i<PRODUCERS_COUNT;i++)
 60     {
 61         int *p=malloc(sizeof(int));
 62         *p=i;
 63         pthread_create(&tid[i+CONSUMERS_COUNT],NULL,producer,p);
 64     }
 65     for( i=0;i<CONSUMERS_COUNT+PRODUCERS_COUNT;i++)
 66     {
 67         pthread_join(tid[i],NULL);//執行緒等待
 68     }
 69     pthread_cond_destroy(&cond);
 70     pthread_mutex_destroy(&mutex);
 71 }