pthread_cond_wait

pthread_cond_wait所屬現代詞，指的是多執行緒的條件變數。

多執行緒的條件變數
條件變數是利用執行緒間共享的全局變數進行同步的一種機制，主要包括兩個動作：一個執行緒等待"條件變數的條件成立"而掛起；另一個執行緒使"條件成立"（給出條件成立信號）。為了防止競爭，條件變數的使用總是和一個互斥鎖結合在一起。
1． 創建和註銷
條件變數和互斥鎖一樣，都有靜態動態兩種創建方式，靜態方式使用pthread_cond_initIALIZER常量，如下：
pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER
動態方式調用pthread_cond_init()函式，API定義如下：
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr)
儘管POSIX標準中為條件變數定義了屬性，但在LinuxThreads中沒有實現，因此cond_attr值通常為NULL，且被忽略。
註銷一個條件變數需要調用pthread_cond_destroy()，只有在沒有執行緒在該條件變數上等待的時候才能註銷這個條件變數，否則返回EBUSY。因為Linux實現的條件變數沒有分配什麼資源，所以註銷動作只包括檢查是否有等待執行緒。API定義如下：
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)
2． 等待和激發
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)
等待條件有兩種方式：無條件等待pthread_cond_wait()和計時等待pthread_cond_timedwait()，其中計時等待方式如果在給定時刻前條件沒有滿足，則返回ETIMEOUT，結束等待，其中abstime以與time()系統調用相同意義的絕對時間形式出現，0表示格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒。
無論哪種等待方式，都必須和一個互斥鎖配合，以防止多個執行緒同時請求pthread_cond_wait()（或pthread_cond_timedwait()，下同）的競爭條件（Race Condition）。mutex互斥鎖必須是普通鎖（PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP）或者適應鎖（PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP），且在調用pthread_cond_wait()前必須由本執行緒加鎖（pthread_mutex_lock()），而在更新條件等待佇列以前，mutex保持鎖定狀態，並線上程掛起進入等待前解鎖。在條件滿足從而離開pthread_cond_wait()之前，mutex將被重新加鎖，以與進入pthread_cond_wait()前的加鎖動作對應。
激發條件有兩種形式，pthread_cond_signal()激活一個等待該條件的執行緒，存在多個等待執行緒時按入隊順序激活其中一個；而pthread_cond_broadcast()則激活所有等待執行緒。
現在來看一段典型的套用：看注釋即可。
#include <pthread.h>
#include <unistd.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; /*&#91;thread_func&#93;*/
static void cleanup_handler(void *arg)
{
printf("Cleanup handler of second thread.\n");
free(arg);
(void)pthread_mutex_unlock(&mtx);
}
static void *thread_func(void *arg) {
struct node *p = NULL;
pthread_cleanup_push(cleanup_handler, p);
while (1)
{
pthread_mutex_lock(&mtx);
//這個mutex主要是用來保證pthread_cond_wait的並發性
//這個while要特別說明一下，單個pthread_cond_wait功能很完善，為何這裡要有一個while (head == NULL)呢？因為pthread_cond_wait里的執行緒可能會被意外喚醒，如果這個時候head != NULL，則不是我們想要的情況。這個時候，應該讓執行緒繼續進入pthread_cond_wait
while (head == NULL)
{
pthread_cond_wait(&cond, &mtx); // pthread_cond_wait會先解除之前的pthread_mutex_lock鎖定的mtx，然後阻塞在等待對列里休眠，直到再次被喚醒（大多數情況下是等待的條件成立而被喚醒，喚醒後，該進程會先鎖定先pthread_mutex_lock(&mtx);，再讀取資源 用這個流程是比較清楚的/*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); //臨界區數據操作完畢，釋放互斥鎖
}
pthread_cleanup_pop(0);
return 0; /*EC_CLEANUP_BGN (void)pthread_mutex_unlock(&mtx); EC_FLUSH("thread_func") return 1; EC_CLEANUP_END*/ } /*&#91;&#93;*/
int main(void) {
pthread_t tid;
int i;
struct node *p;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
//子執行緒會一直等待資源，類似生產者和消費者，但是這裡的消費者可以是多個消費者，而不僅僅支持普通的單個消費者，這個模型雖然簡單，但是很強大 /*&#91;tx6-main&#93;*/
for (i = 0; i < 10; i++) {
p = malloc(sizeof(struct node));
p->n_number = i;
pthread_mutex_lock(&mtx); //需要操作head這個臨界資源，先加鎖，
p->n_next = head;
head = p;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mtx); //解鎖
sleep(1);
}
printf("thread 1 wanna end the cancel thread 2.\n");
pthread_cancel(tid); //關於pthread_cancel，有一點額外的說明，它是從外部終止子執行緒，子執行緒會在最近的取消點，退出執行緒，而在我們的代碼里，最近的取消點肯定就是pthread_cond_wait()了。關於取消點的信息，有興趣可以google,這裡不多說了
pthread_join(tid, NULL);
printf("All done -- exiting\n");
return 0; /*&#91;&#93;*/ /*EC_CLEANUP_BGN return EXIT_FAILURE; EC_CLEANUP_END*/
}