Linux下用条件变量实现多线程间生产者与消费者问题

一、 线程间的同步还有这样一种情况:线程A需要等某个条件成立才能继续往下执行，现在这个条件不成立,线程A就阻塞等待,线程B在执行过程中使这个条件成立了,就唤醒线程A继续执行。在pthread库中通过条件变量(Condition Variable)来阻塞等待某个条件,或者唤醒等待这个条件的线程。Condition Variablepthread_cond_t类型的变量表,可以这样初始化和销毁:

返回值:成功返回0,失败返回错误号。

一个Condition Variable总是和一个Mutex搭配使用的。一个线程可以调用pthread_cond_wait在一个Condition Variable上阻塞等待,这个函数做以下三步操作: 

1. 释放Mutex

2. 阻塞等待

3. 当被唤醒时,重新获得Mutex并返回  

pthread_cond_timedwait函数还有一个额外的参数可以设定等待超时,如果到达了abstime所指定的时刻仍然没有别的线程来唤醒当前线程,就返回ETIMEDOUT。一个线程可以调用pthread_cond_signal唤醒在某个Condition Variable上等待的另一个线程,也可以调用pthread_cond_broadcast唤醒在这Condition Variable上等待的所有线程。

二、生产者--消费者问题

本例中使用带头单链表实现生产者消费者之间的场所，使用尾插头删的功能。如下为只有一个消费者，一个生产者。生产者实现插入节点，消费者实现删除节点。需要条件变量与互斥锁结合使用。

代码如下：

其运行结果如下：

改为多线程：也就是多消费者，多生产者。需要实现，消费者与消费者之间互斥，生产者与生产者之间互斥，消费者与生产者之间互斥。代码如下：

其运行结果如下：

总结：在互斥的基础之上实现了同步，不仅解决了死锁的问题，而且使线程间的通信更加的高效。