phread_con_wait和pthread_mutex_lock实现的生产者消费者模型
2015-05-26 15:26
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条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制,
主要包括两个动作:一个线程等待"条件变量的条件成立"而挂起;
另一个线程使"条件成立"(给出条件成立信号)。
为了防止竞争,条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);
等待条件有两种方式:条件等待pthread_cond_wait()和计时等待pthread_cond_timedwait(),
其中计时等待方式如果在给定时刻前条件没有满足,则返回ETIMEOUT,结束等待,
其中abstime以与time()系统调用相同意义的绝对时间形式出现,0表示格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒。
无论哪种等待方式,都必须和一个互斥锁配合,以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait()
(或pthread_cond_timedwait(),下同)的竞争条件(Race Condition)。
mutex互斥锁必须是普通锁(PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP)
或者适应锁(PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP),且在调用pthread_cond_wait()前必须由本线程加锁(pthread_mutex_lock()),
而在更新条件等待队列以前,mutex保持锁定状态,并在线程挂起进入等待前解锁。在条件满足从而离开pthread_cond_wait()之前,
mutex将被重新加锁,以与进入pthread_cond_wait()前的加锁动作对应。
激发条件有两种形式,pthread_cond_signal()激活一个等待该条件的线程,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。
现在来看一段典型的应用:看注释即可
主要包括两个动作:一个线程等待"条件变量的条件成立"而挂起;
另一个线程使"条件成立"(给出条件成立信号)。
为了防止竞争,条件变量的使用总是和一个互斥锁结合在一起。
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);
等待条件有两种方式:条件等待pthread_cond_wait()和计时等待pthread_cond_timedwait(),
其中计时等待方式如果在给定时刻前条件没有满足,则返回ETIMEOUT,结束等待,
其中abstime以与time()系统调用相同意义的绝对时间形式出现,0表示格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒。
无论哪种等待方式,都必须和一个互斥锁配合,以防止多个线程同时请求pthread_cond_wait()
(或pthread_cond_timedwait(),下同)的竞争条件(Race Condition)。
mutex互斥锁必须是普通锁(PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP)
或者适应锁(PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP),且在调用pthread_cond_wait()前必须由本线程加锁(pthread_mutex_lock()),
而在更新条件等待队列以前,mutex保持锁定状态,并在线程挂起进入等待前解锁。在条件满足从而离开pthread_cond_wait()之前,
mutex将被重新加锁,以与进入pthread_cond_wait()前的加锁动作对应。
激发条件有两种形式,pthread_cond_signal()激活一个等待该条件的线程,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。
现在来看一段典型的应用:看注释即可
#include<pthread.h> #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> static pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; struct node { int n_number; struct node*n_next; }*head = NULL;/*[thread_func]*/ /*释放节点内存*/ static void cleanup_handler(void*arg) { printf("Cleanup handler of second thread.\n"); struct node *p = *((struct node**)arg); while(p) { struct node* tmp = p->n_next; free(p); printf("free %p\n", p); p = tmp; } *((struct node **)arg) = NULL; (void)pthread_mutex_unlock(&mtx); } static void* thread_func(void*arg) { struct node* p = NULL; pthread_cleanup_push(cleanup_handler, &head); while(1) { pthread_mutex_lock(&mtx); //这个mutex_lock主要是用来保护wait等待临界时期的情况, //当在wait为放入队列时,这时,已经存在Head条件等待激活 //的条件,此时可能会漏掉这种处理 //这个while要特别说明一下,单个pthread_cond_wait功能很完善, //为何这里要有一个while(head==NULL)呢?因为pthread_cond_wait //里的线程可能会被意外唤醒,如果这个时候head!=NULL, //则不是我们想要的情况。这个时候, //应该让线程继续进入pthread_cond_wait while(1) { while(head==NULL) { pthread_cond_wait(&cond,&mtx); } //pthread_cond_wait会先解除之前的pthread_mutex_lock锁定的mtx, //然后阻塞在等待队列里休眠,直到再次被唤醒 //(大多数情况下是等待的条件成立而被唤醒,唤醒后, //该进程会先锁定先pthread_mutex_lock(&mtx);, //再读取资源用这个流程是比较清楚的 /*block-->unlock-->wait()return-->lock*/ p = head; head = head->n_next; printf("Got %d from front of queue\n",p->n_number); free(p); } pthread_mutex_unlock(&mtx);//临界区数据操作完毕,释放互斥锁 } pthread_cleanup_pop(0); return 0; } int main(void) { pthread_t tid; int i; struct node* p; pthread_create(&tid,NULL,thread_func,NULL); //子线程会一直等待资源,类似生产者和消费者, //但是这里的消费者可以是多个消费者, //而不仅仅支持普通的单个消费者,这个模型虽然简单, //但是很强大 for(i=0;i<10;i++) { p=(struct node*)malloc(sizeof(struct node)); p->n_number=i; pthread_mutex_lock(&mtx);//需要操作head这个临界资源,先加锁, p->n_next=head; head=p; pthread_cond_signal(&cond); pthread_mutex_unlock(&mtx);//解锁 sleep(1); } p=(struct node*)malloc(sizeof(struct node)); p->n_number=i; pthread_mutex_lock(&mtx);//需要操作head这个临界资源,先加锁, p->n_next=head; head=p; pthread_mutex_unlock(&mtx);//解锁 printf("thread1 wanna end the cancel thread2.\n"); pthread_cancel(tid); //关于pthread_cancel,有一点额外的说明,它是从外部终止子线程, //子线程会在最近的取消点,退出线程,而在我们的代码里,最近的 //取消点肯定就是pthread_cond_wait()了。 pthread_join(tid,NULL); printf("All done--exiting\n"); return 0; }
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