linux学习之十六---条件变量pthread_cond_wait
1.加锁函数：
pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex);
pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex,const struct timespec *abstime);
pthread_cond_wait函数释放由mutex指向的互斥锁，同时使当前线程关于cond指向的条件变量阻塞，直到条件被信号唤醒。通常条件表达式在互斥锁的保护下求值，如果条件表达式为假，那么线程基于条件变量阻塞。当一个线程改变条件变量的值时，条件变量获得一个信号，使得等待条件变量的线程退出阻塞状态。
pthread_cond_timedwait函数和pthread_cond_wait函数用法类似，差别在于pthread_cond_timedwait函数将则色直到条件变量获得信号或者经过由abstime指定的时间，也就是说，如果在给定时刻前条件没有满足，则返回ETIMEOUT,结束等待。
2.解锁函数：
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
pthread_cond_signal()激活一个等待条件成立的线程，存在多个等待线程时，按入队顺序激活其中一个；而pthread_cond_broadcast()则激活所有等待线程。
3.清除函数：
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
当一个条件变量不再使用时，需要将其清除。清除一个条件变量通过调用pthread_cond_destroy()实现。该函数清除由cond指向的条件变量。注意：只有在没有线程等待该条件变量的时候，才能清除这个条件变量，否则返回EBUSY。
示例代码：
程序创建了2个新线程使他们同步运行，实现进程t_b打印9以内3的倍数，t_a打印其他的数，程序开始线程t_b不满足条件等待，线程t_a运行使a循环加1并打印。直到i为3的倍数时，线程t_a发送信号通知进程t_b，这时t_b满足条件，打印i值。
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥锁*/
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;//init cond
void *thread1(void*);
void *thread2(void*);
int i = 1; //global
int main(void)
{ pthread_t t_a;
pthread_t t_b;//two thread
pthread_create(&t_a,NULL,thread2,(void*)NULL);
pthread_create(&t_b,NULL,thread1,(void*)NULL);//Create thread
pthread_join(t_b,NULL);//wait a_b thread end
pthread_join(t_a,NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
exit(0);
}
void *thread1(void *junk)
{
for(i = 1;i<= 9; i++){
pthread_mutex_lock(&mutex); //互斥锁
printf("call thread1 \n");
if(i%3 == 0)
pthread_cond_signal(&cond); //send sianal to t_b
else
printf("thread1: %d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(1);
}
}
void *thread2(void*junk)
{
while(i < 9)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
printf("call thread2 \n");
if(i%3 != 0)
pthread_cond_wait(&cond,&mutex); //wait
printf("thread2: %d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(1);
}
}
示例的解释：
call thread2：是线程2即t_b首先上锁，即 pthread_mutex_lock(&mutex);锁住了mutex使得此进程执行线程2中的临界区的代码，当执行到45行：if(i%3 != 0)，此时i=1,满足此条件，则执行46行： pthread_cond_wait(&cond,&mutex); 这句是关键，pthread_cond_wait(&cond,&mutex)操作有两步，是原子操作：第一 解锁，先解除之前的pthread_mutex_lock锁定的mutex；第二 挂起，阻塞并在等待对列里休眠，即线程2挂起，直到再次被唤醒，唤醒的条件是由pthread_cond_signal(&cond);发出的cond信号来唤醒。
call thread1:由于pthread_cond_wait已经对线程2解锁，此时另外的线程只有线程1，那么线程1对mutex上锁，若这时有多个线程，那么线程间上锁的顺序和操作系统有关。
thread1: 1：线程1上锁后执行临界区的代码，当执行到if(i%3 == 0)此时i=1,不满足条件，则pthread_cond_signal(&cond);不被执行，那么线程2仍处于挂起状态，输出thread1: 1后线程1由pthread_mutex_unlock(&mutex);解锁。
thread1: 2：这时此进程中只有2个线程，线程2处于挂起状态，那么只有线程1,则线程1又对mutex上锁，此时同样执行临界区的代码，而且i=2,不满足条件，pthread_cond_signal(&cond);不被执行，那么线程2仍处于挂起状态，输出thread1: 1后线程1由pthread_mutex_unlock(&mutex);解锁。
call thread1：同样由线程1上锁，但此时i=3,满足条件pthread_cond_signal(&cond)被执行，那么pthread_cond_signal(&cond)会发出信号，来唤醒处于挂起的线程2。pthread_cond_signal同样由两个原子操作：1,解锁;2,发送信号;解锁即对线程1解锁，解除对mutex的上锁。发送信号，即给等待signal挂起的线程2发送信号，唤醒挂起的线程2。
thread2: 3：由于pthread_cond_signal唤醒了线程2,即i=3满足条件，pthread_cond_wait(&cond,&mutex);被执行，那么pthread_cond_wait(&cond,&mutex)此时也有一步操作：上锁;即对线程2上锁，此时的pthread_cond_wait(&cond,&mutex)的操作相当与pthread_mutex_lock(&mutex);那么线程2继续执行上锁后的临界区的代码，并由pthread_mutex_unlock(&mutex);对线程2进行解锁。
剩下的输出原理和上面解释的一样。
参考来自：http://weihe6666.iteye.com/blog/1170141