线程同步：条件变量实现生产者消费者模型
概念：
假设实现一个生产者消费者模型，仓库只能装100万件item，生产者每次生产1件，消费者每次消费1件，为了保持数据的同步，那么生产者每次都需要检查仓库是否满了，消费者每次都需要检查仓库是否空了，在加上互斥锁前提下，数据是能得同步保证的。循环的访问且每次都给互斥锁加锁解锁，又称为轮询，如果经常做无用功则线程一直在空转，十分浪费CPU。如果在仓库满了，我们希望生产者停下来等待，同理如果仓库空了，我们希望消费者停下来等待。
互斥锁的初始化：
如果互斥锁是静态分配的，则可以初始化成常值PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER，也可以调用pthread_mutex_init函数来初始化
如果互斥锁是动态分配的（例如通过malloc）,或者分配在共享内存中，则需要在运行时调用pthread_mutex_init函数来初始化
条件变量初始化：
如果条件变量是静态分配的，则可以初始化成常值PTHREAD_COND_INITIALIZER，也可以调用pthread_cond_init函数来初始化
如果条件变量是动态分配的（例如通过malloc）,或者分配在共享内存中，则需要在运行时调用pthread_cond_init函数来初始化
为什么要用while循环而不是if：
while (nready.nready == 0) {
Pthread_cond_wait(&nready.cond, &nready.mutex);
}pthread_cond_signal：点播，通知一个wait线程
pthread_cond_broadcast：广播，通知所有的wait线程
1.假设仓库为空，有2个消费者在等待商品，设为C1和C2
2.假设生产者只生产了1件商品，然后调用pthread_cond_broadcast，则C1和C2都会得到通知
3.假设C1比C2先得到通知，然后加锁把商品消费了，并且解锁，这时C2就能拿到锁，但是此时商品已经没有了，如果此时C2不做检测，则会出现数据同步问题
简单的测试代码：
----- gcc cond_prodcons.c -lpthread -----
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXITEMS 1000000 /* 需要生产n个item */
#define MAXNTHREADS 10 /* 生产线n条 */
int buff[MAXITEMS];
struct {
pthread_mutex_t mutex;
int nput;
int nval;
} put = {
PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER
};
struct {
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int nready;
} nready = {
PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, PTHREAD_COND_INITIALIZER
};
//创建线程
int Pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg) {
int res = pthread_create(thread, attr, start_routine, arg);
if (res != 0) {
perror("pthread_create fail");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
//互斥锁
int Pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex) {
int res = pthread_mutex_lock(mutex);
if (res != 0) {
perror("Pthread_mutex_lock fail");
}
}
//互斥解锁
int Pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex) {
int res = pthread_mutex_unlock(mutex);
if (res != 0) {
perror("Pthread_mutex_unlock fail");
}
}
//发送线程信号
int Pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond) {
int res = pthread_cond_signal(cond);
if (res != 0) {
perror("Pthread_cond_signal fail");
}
}
/*
pthread_cond_wait会释放mutex,并进入阻塞状态,
一旦获取到信号则会将mutex锁住，并返回
*/
int Pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex) {
int res = pthread_cond_wait(cond, mutex);
if (res != 0) {
perror("pthread_cond_wait fail");
}
}
//线程函数声明
void* produce(void*);
void* consume(void*);
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i, count[MAXNTHREADS];
pthread_t tid_produce[MAXNTHREADS], tid_consume;
// n个生产者
for (i=0; i= MAXITEMS) {
Pthread_mutex_unlock(&put.mutex);
return(NULL); /* 数据填满了 */
}
buff[put.nput] = put.nval;
put.nput++;
put.nval++;
Pthread_mutex_unlock(&put.mutex);
Pthread_mutex_lock(&nready.mutex);
dosignal = (nready.nready == 0); /* 是否需要唤醒 */
nready.nready++;
Pthread_mutex_unlock(&nready.mutex);
if (dosignal) {
Pthread_cond_signal(&nready.cond);
}
*((int *)arg) += 1; /* 当前线程生产了多少个数据 */
}
return(NULL);
}
// 消费者
void* consume(void* arg) {
int i;
for (i=0; i END