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条件变量

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条件变量

应用场景：生产者消费问题，是线程同步的一种手段；

必要性：为了实现等待某个资源，让线程休眠，提高运行效率；

等待资源：

//1、一直等待资源
int pthread_cond_wait(pthread_con_t *restrict cond,pthrad_mutex_t *restrict mutex);
//2、等待资源，只等待一段时间
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t 
                           *restrict mutex,const struct timespec *restrict mutex);

释放资源：

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

使用步骤：

1、初始化

静态初始化

pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

 动态初始化

pthread_cond_init(&cond);

生产资源线程：

pthread_mutex_lock(&mutex);

开始生产资源：

1、通知一个消费线程

pthread_cond_signal(&cond);    
pthread)mutex_unlock(&mutex);

2、广播通知多个消费线程

pthread_cond_broadast(&cond);
pthread_mutex_unlock);

消费者线程：

pthread_mutex_lock(&mutex);
while （如果没有资源）{           //防止惊群效应
pthread_cond_wait(&cond, &mutex); 
}
//有资源了，消费资源
pthread_mutex_unlock(&mutex);  

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

pthread_cond_t hastaxi = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;


struct taxi{
	struct taxi *next;
	int num;
};

struct taxi *head = NULL;

//生产者线程
void *taxiarv(void *arg) {
	printf("taxi arrived thread\n");
	pthread_detach(pthread_self());
	struct taxi *tx;
	int i = 1;
	while(1) {

		tx = malloc(sizeof(struct taxi));
		tx->num = i++;
		printf("text %d comming\n",tx->num);
		pthread_mutex_lock(&lock);

		tx->next = head;
		head = tx;
		pthread_cond_signal(&hastaxi);

		pthread_mutex_unlock(&lock);
		sleep(1);
	}

	pthread_exit(0);
}
//消费者线程
void *taketaxi(void *arg) {
	printf("take taxi thread\n");
	pthread_detach(pthread_self());
	struct taxi *tx;
	while(1) {
		pthread_mutex_lock(&lock);
		while(head == NULL) {
			pthread_cond_wait(&hastaxi, &lock);
		}
		tx = head;
		head = tx->next;

		printf("take taxi %d\n", tx->num);
		free(tx);


		pthread_mutex_unlock(&lock);
	}

	pthread_exit(0);
}


int main() {
	pthread_t tid1, tid2;

	pthread_create(&tid1, NULL, taxiarv, NULL);
	pthread_create(&tid2, NULL, taketaxi, NULL);

	while (1) {
		sleep(1);
	}

}

执行结果：

注意：

1、pthread_cond_wait(&cond, &mutex)，在没有资源等待时是先unlock 休眠等资源到了再lock，所以pthread_cond_wait  和 pthread_mutex_lock 必须配对使用。

2、 如果pthread_cond_signal或者pthread_cond_broadcast 早于 pthread_cond_wait ，则有可能会丢失信号。

3、pthead_cond_broadcast 信号会被多个线程收到，这叫线程的惊群效应。所以需要加上判断条件while循环。