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同步与互斥(同步)

news 来源：原创 2025/5/22 17:36:10

线程同步

条件变量

当⼀个线程互斥地访问某个变量时，它可能发现在其它线程改变状态之前，它什么也做不了。
例如⼀个线程访问队列时，发现队列为空，它只能等待，只到其它线程将⼀个节点添加到队列中。这种情况就需要⽤到条件变量。

同步概念与竞态条件

同步：在保证数据安全的前提下，让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源，从⽽有效避免饥饿问题，叫做同步
竞态条件：因为时序问题，⽽导致程序异常，我们称之为竞态条件。在线程场景下，这种问题也不难理解

总结:

互斥能保证安全性,但是安全不一定合理和高效. 用互斥量来实现互斥
同步在安全的前提下 ,让系统变得合理和高效用条件变量来实现同步
条件变量= 通知 + 等待队列
条件变量能够使线程同步 ,用对列维护线程顺序

条件变量函数

初始化

方法1: 这种初始化使用的是局部条件变量 ,后面需要销毁
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);参数：cond：要初始化的条件变量attr：NULL
方法2: 使用全局条件变量, 后续不用销毁了 ,类似互斥量
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

销毁

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)

线程等待条件满足 ,不满足就在等待对列中阻塞(在此函数中阻塞)

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict 
mutex);参数：cond：要在这个条件变量上等待mutex：互斥量，后⾯详细解释(等的时候会自动释放传来的锁 ,进入函数内部阻塞 ,唤醒时会自动持有锁)

唤醒等待队列中的线程

 int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);  唤醒等待对列中全部的线程int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);     唤醒等待对列中第一个线程

简单案例：

我们先使⽤PTHREAD_COND/MUTEX_INITIALIZER进⾏测试，对其他细节暂不追究

然后将接⼝更改成为使⽤ pthread_cond_init / pthread_cond_destroy 的⽅式, ⽅便后续进⾏封装

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;void *active(void *arg)
{std::string name = static_cast<const char *>(arg);while (true){pthread_mutex_lock(&mutex);// 没有对于资源是否就绪的判定pthread_cond_wait(&cond, &mutex); // mutex??printf("%s is active!\n", name.c_str());pthread_mutex_unlock(&mutex);}
}int main()
{pthread_t tid1, tid2, tid3;pthread_create(&tid1, nullptr, active, (void *)"thread-1");pthread_create(&tid2, nullptr, active, (void *)"thread-2");pthread_create(&tid3, nullptr, active, (void *)"thread-3");sleep(1);printf("Main thread ctrl begin...\n");while (true){printf("main wakeup thread...\n");// pthread_cond_signal(&cond);pthread_cond_broadcast(&cond);sleep(1);}pthread_join(tid1, nullptr);pthread_join(tid2, nullptr);pthread_join(tid3, nullptr);
}

同步与互斥(同步)

线程同步条件变量当⼀个线程互斥地访问某个变量时，它可能发现在其它线程改变状态之前，它什么也做不了。例如⼀个线程访问队列时，发现队列为空，它只能等待，只到其它线程将⼀个节点添加到队列中。这种情况就需要⽤到条…...

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【网络原理】从零开始深入理解HTTP的报文格式(一)

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打印回文数组 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 1 2 3 2 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1方法1： 对角线对称左上和右下是对称的。所以先考虑左上打印， m i n ( i 1 , j 1 ) \text min(i1,j1) min(i1,j1)，打印出来： 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 3 3 1 2 …...

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