1.初始化条件变量pthread_cond_init
#include <pthread.h>
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cv,const pthread_condattr_t *cattr);
返回值:函数成功返回0;任何其他返回值都表示错误
初 始化一个条件变量。当参数cattr为空指针时,函数创建的是一个缺省的条件变量。否则条件变量的属性将由cattr中的属性值来决定。调用 pthread_cond_init函数时,参数cattr为空指针等价于cattr中的属性为缺省属性,只是前者不需要cattr所占用的内存开销。这 个函数返回时,条件变量被存放在参数cv指向的内存中。
可以用宏PTHREAD_COND_INITIALIZER来初始化静态定义的条件变量,使其具有缺省属性。这和用pthread_cond_init函数动态分配的效果是一样的。初始化时不进行错误检查。如:
pthread_cond_t cv = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
不能由多个线程同时初始化一个条件变量。当需要重新初始化或释放一个条件变量时,应用程序必须保证这个条件变量未被使用。

2.阻塞在条件变量上pthread_cond_wait
#include <pthread.h>
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cv,pthread_mutex_t *mutex);

返回值:函数成功返回0;任何其他返回值都表示错误
函数将解锁mutex参数指向的互斥锁,并使当前线程阻塞在cv参数指向的条件变量上。
被阻塞的线程可以被pthread_cond_signal函数,pthread_cond_broadcast函数唤醒,也可能在被信号中断后被唤醒。
pthread_cond_wait函数的返回并不意味着条件的值一定发生了变化,必须重新检查条件的值。
pthread_cond_wait函数返回时,相应的互斥锁将被当前线程锁定,即使是函数出错返回。
一般一个条件表达式都是在一个互斥锁的保护下被检查。当条件表达式未被满足时,线程将仍然阻塞在这个条件变量上。当另一个线程改变了条件的值并向条件变量发出信号时,等待在这个条件变量上的一个线程或所有线程被唤醒,接着都试图再次占有相应的互斥锁。
阻塞在条件变量上的线程被唤醒以后,直到pthread_cond_wait()函数返回之前条件的值都有可能发生变化。所以函数返回以后,在锁定相应的互 斥锁之前,必须重新测试条件值。最好的测试方法是循环调用pthread_cond_wait函数,并把满足条件的表达式置为循环的终止条件。如:

pthread_mutex_lock();
while (condition_is_false)
pthread_cond_wait();
pthread_mutex_unlock();

阻塞在同一个条件变量上的不同线程被释放的次序是不一定的。
注意:pthread_cond_wait()函数是退出点,如果在调用这个函数时,已有一个挂起的退出请求,且线程允许退出,这个线程将被终止并开始执行善后处理函数,而这时和条件变量相关的互斥锁仍将处在锁定状态。
 
3.解除在条件变量上的阻塞pthread_cond_signal
#include <pthread.h>
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cv);

返回值:函数成功返回0;任何其他返回值都表示错误
函数被用来释放被阻塞在指定条件变量上的一个线程。
必须在互斥锁的保护下使用相应的条件变量。否则对条件变量的解锁有可能发生在锁定条件变量之前,从而造成死锁。
唤醒阻塞在条件变量上的所有线程的顺序由调度策略决定,如果线程的调度策略是SCHED_OTHER类型的,系统将根据线程的优先级唤醒线程。
如果没有线程被阻塞在条件变量上,那么调用pthread_cond_signal()将没有作用。

 

4.阻塞直到指定时间pthread_cond_timedwait
#include <pthread.h>
#include <time.h>
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cv,pthread_mutex_t *mp, const structtimespec * abstime);

返回值:函数成功返回0;任何其他返回值都表示错误
函数到了一定的时间,即使条件未发生也会解除阻塞。这个时间由参数abstime指定。函数返回时,相应的互斥锁往往是锁定的,即使是函数出错返回。
注意:pthread_cond_timedwait函数也是退出点。
超时时间参数是指一天中的某个时刻。使用举例:
pthread_timestruc_t to;
to.tv_sec = time(NULL) + TIMEOUT;
to.tv_nsec = 0;
超时返回的错误码是ETIMEDOUT。

5.释放阻塞的所有线程pthread_cond_broadcast
#include <pthread.h>
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cv);

返回值:函数成功返回0;任何其他返回值都表示错误
函数唤醒所有被pthread_cond_wait函数阻塞在某个条件变量上的线程,参数cv被用来指定这个条件变量。当没有线程阻塞在这个条件变量上时,pthread_cond_broadcast函数无效。
由于pthread_cond_broadcast函数唤醒所有阻塞在某个条件变量上的线程,这些线程被唤醒后将再次竞争相应的互斥锁,所以必须小心使用pthread_cond_broadcast函数。

6.释放条件变量pthread_cond_destroy
#include <pthread.h>
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cv);

返回值:函数成功返回0;任何其他返回值都表示错误
注意:条件变量占用的空间并未被释放。

7.唤醒丢失问题
在线程未获得相应的互斥锁时调用pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast函数可能会引起唤醒丢失问题。
唤醒丢失往往会在下面的情况下发生:
    一个线程调用pthread_cond_signal或pthread_cond_broadcast函数;
    另一个线程正处在测试条件变量和调用pthread_cond_wait函数之间;

    没有线程正在处在阻塞等待的状态下。


测试代码:

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

pthread_cond_t cond;
pthread_mutex_t mutex;

int pthread_init()
{
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    pthread_cond_init(&cond,NULL);

    return 0;
}

void *new_thread(void *Parameter)
{
    int n;
    int num=*(int *)Parameter;

    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        //进入条件变量时阻塞线程,释放互斥锁
        pthread_cond_wait(&cond,&mutex);
        //离开条件变量时获取互斥锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);

        for(n=0;n<10;n++)
        {
            printf("I'm %d.\n",num);
            sleep(1);
        }
    }

    return NULL;
}

int start_thread()
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    //释放一个条件变量
    pthread_cond_signal(&cond);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return 0;
}

int main()
{
    int n;
    pthread_t threadID;
    char ch;

    pthread_init();
    for(n=0;n<10;n++)
    {
        pthread_create(&threadID,NULL,new_thread,(void *)&n);
        usleep(1000);
    }
    while(1)
    {
        fflush(stdin);
        scanf("%c",&ch);
        switch(ch)
        {
        case 'r':
            start_thread();
            break;
        case 'a':
            pthread_mutex_lock(&mutex);
            //释放所有的条件变量
            pthread_cond_broadcast(&cond);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            break;
        }
    }

    return 0;
}