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pthread_cond_wait()  

2008-06-13 17:40:40|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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了解 pthread_cond_wait() 的作用非常重要 -- 它是 POSIX 线程信号发送系统的核心,也是最难以理解的部分。

首先,让我们考虑以下情况:线程为查看已链接列表而锁定了互斥对象,然而该列表恰巧是空的。这一特定线程什么也干不了 -- 其设计意图是从列表中除去节点,但是现在却没有节点。因此,它只能:

锁定互斥对象时,线程将调用 pthread_cond_wait(&mycond,&mymutex)。pthread_cond_wait() 调用相当复杂,因此我们每次只执行它的一个操作。

pthread_cond_wait() 所做的第一件事就是同时对互斥对象解锁(于是其它线程可以修改已链接列表),并等待条件 mycond 发生(这样当 pthread_cond_wait() 接收到另一个线程的“信号”时,它将苏醒)。现在互斥对象已被解锁,其它线程可以访问和修改已链接列表,可能还会添加项。 【要求解锁并阻塞是一个原子操作】

此时,pthread_cond_wait() 调用还未返回。对互斥对象解锁会立即发生,但等待条件 mycond 通常是一个阻塞操作,这意味着线程将睡眠,在它苏醒之前不会消耗 CPU 周期。这正是我们期待发生的情况。线程将一直睡眠,直到特定条件发生,在这期间不会发生任何浪费 CPU 时间的繁忙查询。从线程的角度来看,它只是在等待 pthread_cond_wait() 调用返回。

现在继续说明,假设另一个线程(称作“2 号线程”)锁定了 mymutex 并对已链接列表添加了一项。在对互斥对象解锁之后,2 号线程会立即调用函数 pthread_cond_broadcast(&mycond)。此操作之后,2 号线程将使所有等待 mycond 条件变量的线程立即苏醒。这意味着第一个线程(仍处于 pthread_cond_wait() 调用中)现在将苏醒。

现在,看一下第一个线程发生了什么。您可能会认为在 2 号线程调用 pthread_cond_broadcast(&mymutex) 之后,1 号线程的 pthread_cond_wait() 会立即返回。不是那样!实际上,pthread_cond_wait() 将执行最后一个操作:重新锁定 mymutex。一旦 pthread_cond_wait() 锁定了互斥对象,那么它将返回并允许 1 号线程继续执行。那时,它可以马上检查列表,查看它所感兴趣的更改。

停止并回顾!

那个过程非常复杂,因此让我们先来回顾一下。第一个线程首先调用:

pthread_mutex_lock(&mymutex);

然后,它检查了列表。没有找到感兴趣的东西,于是它调用:

pthread_cond_wait(&mycond, &mymutex);

然后,pthread_cond_wait() 调用在返回前执行许多操作:

pthread_mutex_unlock(&mymutex);

它对 mymutex 解锁,然后进入睡眠状态,等待 mycond 以接收 POSIX 线程“信号”。一旦接收到“信号”(加引号是因为我们并不是在讨论传统的 UNIX 信号,而是来自 pthread_cond_signal() 或 pthread_cond_broadcast() 调用的信号),它就会苏醒。但 pthread_cond_wait() 没有立即返回 -- 它还要做一件事:重新锁定 mutex:

pthread_mutex_lock(&mymutex);

pthread_cond_wait() 知道我们在查找 mymutex “背后”的变化,因此它继续操作,为我们锁定互斥对象,然后才返回。

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