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mutex體現(xiàn)的是一種競(jìng)爭(zhēng)，我離開(kāi)了，通知你進(jìn)來(lái)。

cond體現(xiàn)的是一種協(xié)作，我準(zhǔn)備好了，通知你開(kāi)始吧。

互斥鎖一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是它只有兩種狀態(tài)：鎖定和非鎖定。而條件變量通過(guò)允許線(xiàn)程阻塞和等待另一個(gè)線(xiàn)程發(fā)送信號(hào)的方法彌補(bǔ)了互斥鎖的不足，它常和互斥鎖一起配合使用。使用時(shí)，條件變量被用來(lái)阻塞一個(gè)線(xiàn)程，當(dāng)條件不滿(mǎn)足時(shí)，線(xiàn)程往往解開(kāi)相應(yīng)的互斥鎖并等待條件發(fā)生變化。一旦其他的某個(gè)線(xiàn)程改變了條件變量，他將通知相應(yīng)的條件變量喚醒一個(gè)或多個(gè)正被此條件變量阻塞的線(xiàn)程。這些線(xiàn)程將重新鎖定互斥鎖并重新測(cè)試條件是否滿(mǎn)足。一般說(shuō)來(lái)，條件變量被用來(lái)進(jìn)行線(xiàn)程間的同步。

兩個(gè)線(xiàn)程操作同一臨界區(qū)時(shí)，通過(guò)互斥鎖保護(hù)，若A線(xiàn)程已經(jīng)加鎖，B線(xiàn)程再加鎖時(shí)候會(huì)被阻塞，直到A釋放鎖，B再獲得鎖運(yùn)行，進(jìn)程B必須不停的主動(dòng)獲得鎖、檢查條件、釋放鎖、再獲得鎖、再檢查、再釋放，一直到滿(mǎn)足運(yùn)行的條件的時(shí)候才可以（而此過(guò)程中其他線(xiàn)程一直在等待該線(xiàn)程的結(jié)束），這種方式是比較消耗系統(tǒng)的資源的。而條件變量同樣是阻塞，還需要通知才能喚醒，線(xiàn)程被喚醒后，它將重新檢查判斷條件是否滿(mǎn)足，如果還不滿(mǎn)足，該線(xiàn)程就休眠了，應(yīng)該仍阻塞在這里，等待條件滿(mǎn)足后被喚醒，節(jié)省了線(xiàn)程不斷運(yùn)行浪費(fèi)的資源。這個(gè)過(guò)程一般用while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。當(dāng)線(xiàn)程B發(fā)現(xiàn)被鎖定的變量不滿(mǎn)足條件時(shí)會(huì)自動(dòng)的釋放鎖并把自身置于等待狀態(tài)，讓出CPU的控制權(quán)給其它線(xiàn)程。其它線(xiàn)程 此時(shí)就有機(jī)會(huì)去進(jìn)行操作，當(dāng)修改完成后再通知那些由于條件不滿(mǎn)足而陷入等待狀態(tài)的線(xiàn)程。這是一種通知模型的同步方式，大大的節(jié)省了CPU的計(jì)算資源，減少了線(xiàn)程之間的競(jìng)爭(zhēng)，而且提高了線(xiàn)程之間的系統(tǒng)工作的效率。這種同步方式就是條件變量。???????????????????????????????????????

以上說(shuō)明可能有點(diǎn)抽象，考慮這樣的簡(jiǎn)單場(chǎng)景：通過(guò)偽代碼說(shuō)明。

A線(xiàn)程從隊(duì)列中取元素，B線(xiàn)程往隊(duì)列中存放元素。不考慮免鎖的實(shí)現(xiàn)。需要一個(gè)mutex用來(lái)保護(hù)隊(duì)列的一致性，避免兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)操作隊(duì)列破壞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候，A需要不斷的探測(cè)隊(duì)列狀態(tài) :

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

while(1) { if(隊(duì)列為空) 休眠10s else ????{ ????????加鎖 ????????取元素 ????????解鎖 ?????} }

?

這就有一個(gè)問(wèn)題，可能在剛進(jìn)入休眠時(shí)，B放入元素了，但仍然需要休眠完整個(gè)10s的時(shí)間。造成不必要的延遲。當(dāng)然如果不sleep，也可以，但會(huì)造成不必要的CPU開(kāi)銷(xiāo)。使用基于條件變量的事件通知喚醒機(jī)制，就可以避免這些問(wèn)題。

一旦B放入元素完成后就執(zhí)行pthread_cond_signal()，當(dāng)前阻塞的線(xiàn)程就會(huì)立即被喚醒開(kāi)始干活兒。

?

1 2 3 4 5 6

while(1) { ????pthread_mutex_lock(); ????pthread_cond_wait(); ????取元素； ????pthread_mutex_unlock(); }

?

條件變量都用互斥鎖進(jìn)行保護(hù)，條件變量狀態(tài)的改變都應(yīng)該先鎖住互斥鎖，pthread_cond_wait()需要傳入一個(gè)已經(jīng)加鎖的互斥鎖，該函數(shù)把調(diào)用線(xiàn)程加入等待條件的調(diào)用列表中，然后釋放互斥鎖，在條件滿(mǎn)足從而離開(kāi)pthread_cond_wait()時(shí)，mutex將被重新加鎖，這兩個(gè)函數(shù)是原子操作。

可以消除條件發(fā)生和線(xiàn)程睡眠等待條件發(fā)生間的時(shí)間間隙。其他線(xiàn)程在獲得互斥量之前不會(huì)察覺(jué)到這種改變，因?yàn)楸仨氭i定互斥量才能計(jì)算條件。

總而言之，為了避免因條件判斷語(yǔ)句與其后的正文或wait語(yǔ)句之間的間隙而產(chǎn)生的漏判或誤判，所以用一個(gè)mutex來(lái)保證: 對(duì)于某個(gè)cond的包括(判斷,修改)在內(nèi)的任何有關(guān)操作某一時(shí)刻只有一個(gè)線(xiàn)程在訪(fǎng)問(wèn)。也就是說(shuō)條件變量本身就是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)資源，這個(gè)資源的作用是對(duì)其后程序正文的執(zhí)行權(quán)，于是用一個(gè)鎖來(lái)保護(hù)。

這樣就關(guān)閉了條件檢查和線(xiàn)程進(jìn)入休眠狀態(tài)等待條件改變這兩個(gè)操作之間的時(shí)間通道，這樣線(xiàn)程就不會(huì)有任何變化。

感覺(jué)可以總結(jié)為：條件變量用于某個(gè)線(xiàn)程需要在某種條件成立時(shí)才去保護(hù)它將要操作的臨界區(qū)，這種情況從而避免了線(xiàn)程不斷輪詢(xún)檢查該條件是否成立而降低效率的情況，這是實(shí)現(xiàn)了效率提高。。。在條件滿(mǎn)足時(shí)，自動(dòng)退出阻塞，再加鎖進(jìn)行操作。

以上是關(guān)于效率問(wèn)題，此外互斥鎖還有一個(gè)缺點(diǎn)就是會(huì)造成死鎖。

例如線(xiàn)程A和線(xiàn)程B都需要獨(dú)占使用2個(gè)資源，但是他們都分別先占據(jù)了一個(gè)資源，然后又相互等待另外一個(gè)資源的釋放，這樣就形成了一個(gè)死鎖。

條件變量起到了阻塞和喚醒線(xiàn)程的作用，所以通常互斥鎖要和條件變量配合。

為了解決以上問(wèn)題，條件變量常和互斥鎖一起使用，條件變量通過(guò)允許線(xiàn)程阻塞和等待另一個(gè)線(xiàn)程發(fā)送信號(hào)的方法彌補(bǔ)了互斥鎖的不足。使用時(shí)，條件變量被用來(lái)阻塞一個(gè)線(xiàn)程，當(dāng)條件不滿(mǎn)足時(shí)，線(xiàn)程往往解開(kāi)相應(yīng)的互斥鎖并等待條件發(fā)生變化。一旦其它的某個(gè)線(xiàn)程改變了條件變量，它將通知相應(yīng)的條件變量喚醒一個(gè)或多個(gè)正被此條件變量阻塞的線(xiàn)程。這些線(xiàn)程將重新鎖定互斥鎖并重新測(cè)試條件是否滿(mǎn)足。

以上就是小編為大家?guī)?lái)的淺談互斥鎖為什么還要和條件變量配合使用全部?jī)?nèi)容了，希望大家多多支持腳本之家~

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的互斥锁和条件变量的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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