利用条件变量实现线程间同步

本文介绍了条件变量作为多线程同步的一种机制,它允许线程在条件不满足时等待,并在条件变化时唤醒。条件变量通常与互斥锁一起使用,通过`pthread_cond_init`、`pthread_cond_destroy`、`pthread_cond_wait`、`pthread_cond_signal`和`pthread_cond_broadcast`等函数进行管理。文中给出了一个实例,展示了如何在主线程和辅助线程之间使用条件变量来协调数据处理和计算平均值的过程。

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作者:曾宏安,华清远见嵌入式学院讲师。

我们在编写多线程程序时经常需要在线程之间实现通信,常见的机制有信号量和互斥锁。这里再向大家介绍一种用于实现线程间同步的机制——条件变量。

条件变量可以使线程睡眠等待直到某个条件满足为止。条件变量基本使用操作有两种:一、当判断条件不满足时,某些线程睡眠在相应的条件变量上;二、某些线程改变了条件,唤醒睡眠在条件变量上的其他线程。

为了在判断或是改变条件时防止竞争,条件变量通常和互斥锁结合在一起使用。条件变量类型为pthread_cond_t,互斥锁类型为pthread_mutex_t。

条件变量的创建和注销

int  pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_condattr_t *restrict cond_attr); // 创建
        cond : 指向要初始化的条件变量的指针
        cond_attr : 条件变量的初始化属性
        
        pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); // 注销

条件变量的等待和激活

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,
        pthread_mutex_t *restrict mutex);

该函数使当前线程释放互斥锁mutex并睡眠在条件变量cond上,正确返回时当前线程获得互斥锁mutex

int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t *r

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