Linux 다중 스레드 프로그래밍을 구현하는 방법

소개
조건 변수는 스레드 간에 공유되는 전역 변수를 사용하여 동기화하는 메커니즘입니다. 여기에는 주로 두 가지 작업이 포함됩니다. 하나의 스레드는 조건 변수의 조건이 설정될 때까지 기다렸다가 중단됩니다(이 시점에서는 더 이상 CPU를 점유하지 않습니다). 다른 스레드는 조건이 설정되었음을 사용합니다(조건이 설정되었음을 알리는 신호 제공). 경합을 방지하기 위해 조건 변수의 사용은 항상 뮤텍스 잠금과 결합됩니다.

함수 프로토타입
1. 조건 변수 정의

#include <pthread.h>

/* 定义两个条件变量 */
pthread_cond_t cond_pro, cond_con;

2. 조건 변수 초기화 및 삭제

#include <pthread.h>

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond); /* 初始化条件变量 */
pthread_cond_init(&cond_pro, null);
pthread_cond_init(&cond_con, null);
/* 销毁条件变量 */
pthread_cond_destroy(&cond_pro);
pthread_cond_destroy(&cond_pro);

3. 대기 및 실행 조건

#include <pthread.h>

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
/* 等待条件 */
/* 注意：pthread_cond_wait为阻塞函数。解开锁，再等待。等条件满足时，需要抢到锁，才可以被唤醒*/  
pthread_cond_wait(&cond_pro,&mutex); 

/* 激发条件 */
/* 所有因为不满足条件的线程都会阻塞在条件变量cond_pro中的一个队列中 */
/* 以广播方式，通知所有被阻塞的所有线程 */
pthread_cond_broadcast(&cond_pro);
/* 以signal方式，只通知排在最前面的线程 */
pthread_cond_signal(&cond_pro);

Code

/*************************************************************************
  > file name: my_con.c
  > author: krischou
  > mail:zhoujx0219@163.com 
  > created time: tue 26 aug 2014 10:24:29 am cst
 ************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define cell 10
#define flore 0

 

int i = 0; /* 所有线程共享的全局变量，此处假定至多递增至10，最小减到0 */

pthread_mutex_t mutex;       /* 定义互斥锁 */
pthread_cond_t cond_pro, cond_con; /* 定义两个条件变量 */

/* 生产者线程 */
void* pro_handler(void *arg)
{
  pthread_detach(pthread_self());  /* 由系统回收线程资源，而非主线程回收资源 ，此类情况主线程是个服务器，永久不会退出 */
  
  while(1)
  {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(i >= cell)
    {
      pthread_cond_wait(&cond_pro,&mutex); 
      /* continue是轮询，此处是阻塞 */
      /* 把锁放开再等 ，第一个参数是结构体指针，其中有成员存放被阻塞的函数 */
      /*不占cpu*/
      /* 不满足条件时才会等 ，需要别人告诉它，才能唤醒它*//* 当它返回时，锁也要回来了*/
    }
    i++;
    if(i == 1)
    {
      /* 由空到不空，唤醒消费者 */
      pthread_cond_signal(&cond_con);  /*不会立马signal被阻塞的消费者线程，因为其还要等锁抢回来*/
    }
    printf("add i: %d \n", i);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    sleep(rand() % 5 + 1);
  }
}

/* 消费者线程 */
void* con_handler(void *arg)
{
  pthread_detach(pthread_self());
  while(1)
  {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while(i <= flore)
    {
      pthread_cond_wait(&cond_cno,&mutex);
    }
    i--;
    if(i == 9) /* 由满到不满，要告诉生产者,以便将其唤醒 *//*此处，直接signal也可以，我们是为了更加精确*/
    {
      pthread_cond_signal(&cond_pro);
    }
    printf("con i: %d \n", i);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    sleep(rand() % 5 + 1);
  }
}

int main(int argc, char *argv[]) // exe +num -num
{
  srand(getpid());
  int con_cnt, pro_cnt;
  pro_cnt = atoi(argv[1]);
  con_cnt = atoi(argv[2]);
  pthread_mutex_init(&mutex,null);
  pthread_cond_init(&cond_pro,null);
  pthread_cond_init(&cond_con,null);
  pthread_t *arr = (pthread_t*)calloc(con_cnt + pro_cnt , sizeof(pthread_t));
  int index = 0;
  while(pro_cnt > 0)
  {
    pthread_create(arr + index, null, pro_handler, null);
    index++;
    pro_cnt--;
  }
  while(con_cnt > 0)
  {
    pthread_create(arr + index, null, con_handler, null);
    index++;
    con_cnt--;
  }
  while(1);
  pthread_mutex_destroy(&mutex);
  pthread_cond_destroy(&cond_pro);
  pthread_cond_destroy(&cond_con);
  return 0;
}

참고
. 노란색으로 표시된 판단 조건은 while을 사용해야 합니다. 생산자 스레드를 예로 들면, i>=cell일 때, 즉 i가 가득 차면 이때 pthread_cond_wait(&cond_cno,&mutex);가 실행되고 생산자 스레드는 정지된다. 소비자 스레드 pthread_cond_signal(&cond_pro);가 깨어날 때까지 기다려야 합니다. 그러나 소비자가 이를 알리는 것만으로는 충분하지 않습니다. 일시 중단된 생산자 스레드는 활성화되기 전에 다시 잠금을 얻어야 합니다. 그러나 소비자가 신호를 보내는 순간 생산자가 즉시 잠금을 잡을 수 없기 때문에 이때 i 값은 10보다 크거나 같게 변경될 수 있습니다. 따라서 while을 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 i>10이 발생할 수 있습니다.

위 내용은 Linux 다중 스레드 프로그래밍을 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!