再談條件變量—從入門到出家

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C語言--條件變量

條件變量是在線程中以睡眠的方式等待某一條件的發生；

條件變量是利用線程間共享的全局變量進行同步的一種機制：

• 一個線程等待"條件變量的條件成立"掛起
• 另一個線程使"條件成立"

條件變量的使用總是和一個互斥鎖結合在一起；

**作用：**使用條件變量可以以原子方式阻塞線程，直到某個特定條件為真為止

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我們一般使用的函數是：

#include <semaphore.h> int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr) ; int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex); int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); 案例一

代碼：

#include <stdio.h> #include <semaphore.h> #include <pthread.h>pthread_t t1; pthread_t t2;pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t cond;int i=0;void* Process1(void* arg) {while(1){pthread_mutex_lock(&mutex);i++;if(i%5 == 0){pthread_cond_signal(&cond);}else{printf("this is Process1n");}pthread_mutex_unlock(&mutex);sleep(2);} }void* Process2(void* arg) {while(1){pthread_mutex_lock(&mutex);pthread_cond_wait(&cond,&mutex);printf("this is Process2,i=%dn",i);pthread_mutex_unlock(&mutex);sleep(2);} }int main() {pthread_cond_init(&cond,NULL);pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_create(&t1,NULL,Process1,NULL);pthread_create(&t2,NULL,Process2,NULL);pthread_join(t1,NULL);pthread_join(t2,NULL);return 0; }

結果：

root@iZuf67on1pthsuih96udyfZ:~/C++/C++_test/Progress/cond# ./test1 this is Process1 this is Process1 this is Process1 this is Process1 this is Process2,i=5 this is Process1 this is Process1 this is Process1 this is Process1 this is Process2,i=10 this is Process1 this is Process1 ^C

通過條件變量來控制線程的輸出；

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上述是在C語言中使用條件變量對線程進行一個控制，在C++中，在標準庫中也提供了同樣的機制，使用起來會比C語言的更加方便，但是原理還是一樣的；

C++ 條件變量

C++標準庫在< condition_variable >中

原則與C語言中類似

• 包含< mutex >和< condition_variable >，聲明一個mutex和一個condition_variable變量
• 通知“條件已滿足”的線程必須調用notify_one()或notify_all()，條件滿足時喚醒處于等待中的一個條件變量；
• 等待"條件被滿足"的線程必須調用wait()，可以讓線程在條件未被滿足時陷入休眠狀態，當接收到通知時被喚醒去處理相應的任務；

C++ 使用案例#include <iostream> #include <thread> #include <condition_variable> #include <mutex> #include <unistd.h>using namespace std;//全局條件變量 condition_variable cond; mutex _mutex; int count = 0;void fun1() {while(1){count++;unique_lock<mutex>lock(_mutex);if(count%5 == 0){cond.notify_one();}else{cout<<"this is fun1,count="<<count<<endl;}lock.unlock();sleep(1);} }void fun2() {while(1){unique_lock<mutex>lock(_mutex);cond.wait(lock);cout<<"this is fun2,count="<<count<<endl;lock.unlock();sleep(2);} }int main() {thread t1(fun1);thread t2(fun2);t1.join();t2.join();return 0; }

結果：

root@iZuf67on1pthsuih96udyfZ:~/C++/C++_test/Progress/cond# g++ -std=c++11 test2.cpp -o test2 -lpthread root@iZuf67on1pthsuih96udyfZ:~/C++/C++_test/Progress/cond# ./test2 this is fun1,count=1 this is fun1,count=2 this is fun1,count=3 this is fun1,count=4 this is fun2,count=5 this is fun1,count=6 this is fun1,count=7 this is fun1,count=8 ^C

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到這里，基本回顧了C和C++中條件變量的用法，但是在實際應用中。又有設么用呢？

可能工作年限多的人，接觸到的比較多，但是對于很多小白來說，或者剛畢業、剛參加工作的人來說，這點接觸的就不是很多了，。這里來舉一個例子說一下：

假如在某個項目中，需要用到的是多個線程，最簡單的就是，用隊列的時候，我們一邊寫一邊讀，總是要加鎖的，但是，我們的線程就必須一直空轉對隊列進行檢測是否有數據，但是這樣往往會造成CPU使用率比較高，資源的浪費，這種情況下，我們就可以是使用條件變量，控制線程的循環，降低資源使用率；當然，也有很多場景值得去探索，也有很多技術可以解決這這個問題，希望大家一起探索前進；

問題思考

上面介紹了C和C++中的使用，但是其實還是有些疑問的

疑問：為什么pthread_cond_wait前加了鎖，但是pthread_cond_signal還可以加鎖？

首先看下我從網上找的一張圖：

從這個圖片中，我們發現了一個現象，pthread_cond_wait函數內存進行對鎖的解鎖，并且阻塞休眠操作，阻塞完成后，再次進行了加鎖操作；也就是在pthread_cond_wait阻塞期間，pthread_cond_signal可以進行加鎖和解鎖操作，這里是不沖突的；

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的调用另一个cpp的变量_再谈条件变量—从入门到出家的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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