


So implementieren Sie die Linux-Multithread-Programmierung
Einführung
Bedingungsvariablen sind ein Mechanismus, der von Threads gemeinsam genutzte globale Variablen zur Synchronisierung verwendet. Er umfasst hauptsächlich zwei Aktionen: Ein Thread wartet auf die Einrichtung der Bedingungsvariablen und bleibt hängen (zu diesem Zeitpunkt ist sie nicht mehr belegt). die CPU) ); ein anderer Thread macht die Bedingung wahr (gibt ein Signal, dass die Bedingung wahr ist). Um Konflikte zu vermeiden, wird die Verwendung von Bedingungsvariablen immer mit einer Mutex-Sperre kombiniert.
Funktionsprototyp
1. Bedingungsvariablen definieren
#include <pthread.h> /* 定义两个条件变量 */ pthread_cond_t cond_pro, cond_con;
2. Bedingungsvariablen initialisieren und zerstören
#include <pthread.h> int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); /* 初始化条件变量 */ pthread_cond_init(&cond_pro, null); pthread_cond_init(&cond_con, null); /* 销毁条件变量 */ pthread_cond_destroy(&cond_pro); pthread_cond_destroy(&cond_pro);
3
#include <pthread.h> int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex); int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond); /* 等待条件 */ /* 注意:pthread_cond_wait为阻塞函数。解开锁,再等待。等条件满足时,需要抢到锁,才可以被唤醒*/ pthread_cond_wait(&cond_pro,&mutex); /* 激发条件 */ /* 所有因为不满足条件的线程都会阻塞在条件变量cond_pro中的一个队列中 */ /* 以广播方式,通知所有被阻塞的所有线程 */ pthread_cond_broadcast(&cond_pro); /* 以signal方式,只通知排在最前面的线程 */ pthread_cond_signal(&cond_pro);
Code
/************************************************************************* > file name: my_con.c > author: krischou > mail:zhoujx0219@163.com > created time: tue 26 aug 2014 10:24:29 am cst ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #define cell 10 #define flore 0 int i = 0; /* 所有线程共享的全局变量,此处假定至多递增至10,最小减到0 */ pthread_mutex_t mutex; /* 定义互斥锁 */ pthread_cond_t cond_pro, cond_con; /* 定义两个条件变量 */ /* 生产者线程 */ void* pro_handler(void *arg) { pthread_detach(pthread_self()); /* 由系统回收线程资源,而非主线程回收资源 ,此类情况主线程是个服务器,永久不会退出 */ while(1) { pthread_mutex_lock(&mutex); while(i >= cell) { pthread_cond_wait(&cond_pro,&mutex); /* continue是轮询,此处是阻塞 */ /* 把锁放开再等 ,第一个参数是结构体指针,其中有成员存放被阻塞的函数 */ /*不占cpu*/ /* 不满足条件时才会等 ,需要别人告诉它,才能唤醒它*//* 当它返回时,锁也要回来了*/ } i++; if(i == 1) { /* 由空到不空,唤醒消费者 */ pthread_cond_signal(&cond_con); /*不会立马signal被阻塞的消费者线程,因为其还要等锁抢回来*/ } printf("add i: %d \n", i); pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep(rand() % 5 + 1); } } /* 消费者线程 */ void* con_handler(void *arg) { pthread_detach(pthread_self()); while(1) { pthread_mutex_lock(&mutex); while(i <= flore) { pthread_cond_wait(&cond_cno,&mutex); } i--; if(i == 9) /* 由满到不满,要告诉生产者,以便将其唤醒 *//*此处,直接signal也可以,我们是为了更加精确*/ { pthread_cond_signal(&cond_pro); } printf("con i: %d \n", i); pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep(rand() % 5 + 1); } } int main(int argc, char *argv[]) // exe +num -num { srand(getpid()); int con_cnt, pro_cnt; pro_cnt = atoi(argv[1]); con_cnt = atoi(argv[2]); pthread_mutex_init(&mutex,null); pthread_cond_init(&cond_pro,null); pthread_cond_init(&cond_con,null); pthread_t *arr = (pthread_t*)calloc(con_cnt + pro_cnt , sizeof(pthread_t)); int index = 0; while(pro_cnt > 0) { pthread_create(arr + index, null, pro_handler, null); index++; pro_cnt--; } while(con_cnt > 0) { pthread_create(arr + index, null, con_handler, null); index++; con_cnt--; } while(1); pthread_mutex_destroy(&mutex); pthread_cond_destroy(&cond_pro); pthread_cond_destroy(&cond_con); return 0; }
Hinweis
Ob im Producer-Thread oder im Consumer-Thread. Die gelb markierte Beurteilungsbedingung muss while verwenden. Am Beispiel des Producer-Threads wird zu diesem Zeitpunkt pthread_cond_wait(&cond_cno,&mutex); ausgeführt, wenn i>=cell, also i voll ist. Muss warten, bis der Consumer-Thread pthread_cond_signal(&cond_pro); aufwacht. Es reicht jedoch nicht aus, dass der Verbraucher dies signalisiert. Der angehaltene Produzenten-Thread muss die Sperre erneut erhalten, bevor er aktiviert werden kann. Da der Produzent die Sperre jedoch nicht sofort ergreifen kann, wenn der Verbraucher ein Signal sendet, kann sich der i-Wert zu diesem Zeitpunkt auf größer oder gleich 10 ändern. Daher müssen Sie while verwenden. Andernfalls kann es zu i>10 kommen.
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