Linux多线程编程-2

上一篇 / 下一篇 2012-08-13 10:55:33 / 个人分类：Linux

　2）条件变量（cond）

　　利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制。

`-g"QMr|5R0

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_timedwait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex_t *mutex,const timespec *abstime);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //解除所有线程的阻塞

　　（1）初始化. init()或者pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIER；属性置为NULL

　　（2）等待条件成立. pthread_cond_wait，pthread_cond_timedwait.51Testing软件测试网^:xSb L2r?&G

　　wait()释放锁，并阻塞等待条件变量为真

4YJX2H,w-Et"_:_m0　　timedwait()设置等待时间，仍未signal，返回ETIMEOUT(加锁保证只有一个线程wait)

-Ml nYH{x0　　（3）激活条件变量：pthread_cond_signal，pthread_cond_broadcast（激活所有等待线程）

　　（4）清除条件变量：destroy；无线程等待，否则返回EBUSY

o_Ic0PoOx0　　int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond， pthread_mutex_t *mutex)；
Q]O.H&h3B{0　　int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond， pthread_mutex_t *mutex， const struct timespec *abstime)；

　　一定要在mutex的锁定区域内使用。

.lM*T~v$w0　　调用 pthread_cond_signal() 释放被条件阻塞的线程时，如果没有任何线程基于条件变量阻塞，则调用pthread_cond_signal()不起作用。而对于 Windows，当调用 SetEvent 触发 Auto-reset 的 Event 条件时，如果没有被条件阻塞的线程，那么此函数仍然起作用，条件变量会处于触发状态。51Testing软件测试网tD:eW)J

　　使用条件变量实现“生产者消费者问题”：

51Testing软件测试网~CDag\5cM

O J8c)IHy6Dv[ p0#include<stdio.h>
%~U%UOef0#include<stdlib.h>
`XisK[-[0#include<time.h>
Z2C#}4yC%{\&@@0#include"pthread.h"

#define BUFFER_SIZE 16

E&Zc,k!G}%EjV0struct prodcons
{
V[5t7K7a_ p+na0       int buffer[BUFFER_SIZE];51Testing软件测试网}"o V?uu,y
       pthread_mutex_t lock; //mutex ensuring exclusive access to buffer
&`sAWf#_0       int readpos,writepos; //position for reading and writing
       pthread_cond_t notempty; //signal when buffer is not empty
       pthread_cond_t notfull; //signal when buffer is not full
};

"Z+D{s|"l#b-{F4L0//initialize a buffer51Testing软件测试网@nDb2q
void init(struct prodcons* b)
D.y;E4V%R` mh0{
     pthread_mutex_init(&b->lock,NULL);
~}!z1C3@Oa7`0     pthread_cond_init(&b->notempty,NULL);
     pthread_cond_init(&b->notfull,NULL);51Testing软件测试网?!Y~2x!R
     b->readpos=0;
     b->writepos=0;
(b/}"gm$d$GUf!q.Vy0}

//store an integer in the buffer51Testing软件测试网X.DV-\,Kg
void put(struct prodcons* b, int data)
$x6QA8`*@t DK0{
     pthread_mutex_lock(&b->lock);
     //wait until buffer is not full
     while((b->writepos+1)%BUFFER_SIZE==b->readpos)
_[Zrl'Ea,E `)Z p0     {
6p"a k)x%kq0        printf("wait for not full\n");
u@G L;rLR6c0        pthread_cond_wait(&b->notfull,&b->lock);
     }    51Testing软件测试网;m'X"l3i:h

     b->buffer[b->writepos]=data;51Testing软件测试网W2wFyI_![
     b->writepos++;51Testing软件测试网w)nd5@[O X
     pthread_cond_signal(&b->notempty); //signal buffer is not empty
     pthread_mutex_unlock(&b->lock);
*KAR6Ci0lg'o%T0}

//read and remove an integer from the buffer
1v$YS'l5l!QO0int get(struct prodcons* b)51Testing软件测试网}{6k4T]8U9xV
{
     int data;
jvvlm f0     pthread_mutex_lock(&b->lock);
/s-x|qz*l3b0     //wait until buffer is not empty
     while(b->writepos==b->readpos)
     {51Testing软件测试网mj$p+tK!y5@I
        printf("wait for not empty\n");
        pthread_cond_wait(&b->notempty,&b->lock);
W,?O#T5FOWf w0     }    51Testing软件测试网&V_O4g"W"J

m%jjyaij0V0     data=b->buffer[b->readpos];
@G@vxc0     b->readpos++;
?8l"Vi&u%jo0     if(b->readpos>=BUFFER_SIZE) b->readpos=0;51Testing软件测试网VQ#e Nk'E
     pthread_cond_signal(&b->notfull); //signal buffer is not full
5AXX5s%yQ0     pthread_mutex_unlock(&b->lock);
W])k;F|Bk4@ z0     return data;
v4Ig6W%aH#L8C0}

:gd\-f z@C\$k0#define OVER -1

k6b7nYg#yt+{O Y0struct prodcons buffer;

Ev&GHD%h:|f"[0void * producer(void * data)
?N;P;^+oW#Zr~0{51Testing软件测试网KL)?8La
     int n;
     for(n=0;n<1000;++n)
$M w1p3J;^+a0     {
       printf("put-->%d\n",n);
0T*G^Yy-Uf!_*[.a*y$E0       put(&buffer,n);51Testing软件测试网/Na2?[w"o
     }
%ia/}!R^0     put(&buffer,OVER);51Testing软件测试网z:Rx;{;Jv*l
     printf("producer stopped\n");
     return NULL;
8r q4q RM0}51Testing软件测试网5a7z4geiW

void * consumer(void * data)
{
j$i"bcY)S$pL7{;k:~0     int n;
     while(1)
!C1?;{Nm4\1r0     {51Testing软件测试网b.OI$ehEz}
       int d=get(&buffer);
`?&y)J%LB\0       if(d==OVER) break;51Testing软件测试网n2U#i`~"p
       printf("%d-->get\n",d);51Testing软件测试网:JRg/C;qO8Q
     }51Testing软件测试网[ipxf7q
     printf("consumer stopped\n");
wx0V/S}?7_0     return NULL;51Testing软件测试网 ^;h)Ri4}2Xn#Q
}51Testing软件测试网nf[.}W ^

int main()51Testing软件测试网piW p][3R
{
t-F}0Ih3jO0    pthread_t tha,thb;51Testing软件测试网QuJ9j,D4m
    void * retval;
8Nvg Z3Rx2C0
    init(&buffer);
    pthread_creare(&tha,NULL,producer,0);
5[S!HFu0    pthread_creare(&thb,NULL,consumer,0);51Testing软件测试网V7]uV:`|,t

    pthread_join(tha,&retval);
i(ov6qov4e"C0    pthread_join(thb,&retval);51Testing软件测试网z\A,\G0^

4|$]#P5FH0    return 0;
;Yhh0~'~[o0}51Testing软件测试网v3|RF0}q#z

　　PS：如果遇到如下问题：加个编译条件'-pthread'

　　prodcons.c:(.text+0x2ab): undefined reference to `pthread_create'51Testing软件测试网:nk]2E/KHgd
　　prodcons.c:(.text+0x2bd): undefined reference to `pthread_join'51Testing软件测试网DQE}Oo

　　3）信号量

i2Bj:`;M/i)H QX[0　　如同进程一样，线程也可以通过信号量来实现通信，虽然是轻量级的。

G'u)~[F vO0　　信号量函数的名字都以"sem_"打头。线程使用的基本信号量函数有四个。

]k']G|$Yp0　　#include <semaphore.h>

+NRDusV0　　int sem_init(sem_t *sem , int pshared, unsigned int value);

　　这是对由sem指定的信号量进行初始化，设置好它的共享选项（linux只支持为0，即表示它是当前进程的局部信号量），然后给它一个初始值VALUE。

　　两个原子操作函数：

　　int sem_wait(sem_t *sem);

　　int sem_post(sem_t *sem);51Testing软件测试网\H Y5A9_v

.R.|5Jz'u1bc1^0　　这两个函数都要用一个由sem_init调用初始化的信号量对象的指针做参数。

　　sem_post：给信号量的值加1；

!~(BtEbo0　　sem_wait:给信号量减1；对一个值为0的信号量调用sem_wait,这个函数将会等待直到有其它线程使它不再是0为止。

　　int sem_destroy(sem_t *sem);

　　这个函数的作用是再我们用完信号量后都它进行清理。归还自己占有的一切资源。

/ZLw`t W/vF0　　用信号量的方法实现生产者消费者

*N AX:i*EM|0　　这里使用4个信号量，其中两个信号量occupied和empty分别用于解决生产者和消费者线程之间的同步问题，pmut和cmut是用于这两个线程之间的互斥问题。其中empty初始化为N（有界缓区的空间元数），occupied初始化为0，pmut和cmut初始化为1。51Testing软件测试网/}b%_Su1bw(j

51Testing软件测试网'U"D x^TJ

Thg5m b'z0typedef struct51Testing软件测试网5y6W?Tn
{
char buf[BSIZE];51Testing软件测试网,Ej|Kp:dL*@]
sem_t occupied;
sem_t empty;
:h:G&H3E`7u}Sl/F0 int nextin;
sM(A)K2AT]B0 int nextout;
sem_t pmut;
k ].G,ah/Z0 sem_t cmut;
}buffer_t;51Testing软件测试网+\V'u3E1b]y

5W6t'[tZ0buffer_t buffer;51Testing软件测试网5fo#h]:E

Q~[%|l/a0void init(buffer_t buffer)
MA~jn0{
#U8oYB/Q9~s}r0 sem_init(&buffer.occupied, 0, 0);
sem_init(&buffer.empty,0, BSIZE);
.Ym/u.Od0?uu+\h0 sem_init(&buffer.pmut, 0, 1);
#EK/@E'Fgn0 sem_init(&buffer.cmut, 0, 1);
/o*f]F"M%tX6vw0 buffer.nextin = buffer.nextout = 0;
C#v;C$Z,? t0}

] yr;R1Et#R)z0void producer(buffer_t *b, char item)51Testing软件测试网UM4Z-g S1A/`
{
/Iv ~/? ~6Ed}|e'kU0 sem_wait(&b->empty);
x`$@3~X$Q1F#}0 sem_wait(&b->pmut);
b->buf[b->nextin] = item;51Testing软件测试网6I9U%L/zg~7d-f
b->nextin++;51Testing软件测试网/?5Yq+]x
b->nextin %= BSIZE;51Testing软件测试网6~5H\_"X
sem_post(&b->pmut);
sem_post(&b->occupied);
}51Testing软件测试网'S7s[:ZV`

F X](BXO+HV0char consumer(buffer_t *b)51Testing软件测试网C*ry q{
{
char item;51Testing软件测试网;g6Z5]_|A
sem_wait(&b->occupied);51Testing软件测试网tS%E/t9lP.a
sem_wait(&b->cmut);
j]:l4Or@-w_0 item = b->buf[b->nextout];
b->nextout++;
zB7cKZm4u/B9f0 b->nextout %= BSIZE;
sem_post(&b->cmut);
6aQrL4Bp7F a*X0 sem_post(&b->empty);51Testing软件测试网+w;D?%R9E||
return(item);
Lq,q'Sq*tQ0}

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bob123654

不要让那些真正对你好的人，慢慢的从你的生活中消失，无论爱情还是友情，都需要用心经营。

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