phread_con_wait和pthread_mutex_lock实现的生产者消费者模型

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

#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.
");

    struct node *p = *((struct node**)arg);
    while(p)
    {
        struct node* tmp = p->n_next;
        free(p);
        printf("free %p
", 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
",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.
");
    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
");

    return 0;
}