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linux中條件變數和信號量有什麼差別

青灯夜游原創: 2022-05-11 19:18:345986瀏覽

區別：1、使用條件變數可以一次喚醒所有等待者，而信號量不能喚醒；2、信號量始終有一個值（狀態），而條件變數是沒有值的，沒有地方記錄發送訊號的次數，也沒有地方記錄wait回傳的次數；3、訊號量的意圖在於進程間同步，條件變數意圖在於執行緒間同步。

linux中條件變數和信號量有什麼差別

本教學操作環境：linux5.9.8系統、Dell G3電腦。

條件變數

條件變數（cond）使在多執行緒程式中用來實現「等待--->喚醒」邏輯常用的方法，是進程間同步的一種機制。條件變數用來阻塞一個線程，直到條件滿足被觸發為止，通常條件變數和互斥量同時使用。

一般條件變數有兩個狀態：

（1）一個/多個執行緒為等待「條件變數的條件成立「而掛起；

（2）另一個執行緒在「條件變數條件成立時」通知其他執行緒。

條件變數的使用：

#include <pthread.h>

struct msg {
    struct msg *m_next;
    /* ... more stuff here ... */
};
struct msg *workq;
pthread_cond_t qready = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t qlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void
process_msg(void)
{
    struct msg *mp;

    for (;;) {
        pthread_mutex_lock(&qlock);
        while (workq == NULL)
            pthread_cond_wait(&qready, &qlock);
        mp = workq;
        workq = mp->m_next;
        pthread_mutex_unlock(&qlock);
        /* now process the message mp */
    }
}

void
enqueue_msg(struct msg *mp)
{
    pthread_mutex_lock(&qlock);
    mp->m_next = workq;
    workq = mp;
    pthread_mutex_unlock(&qlock);
    pthread_cond_signal(&qready);
}

當然,在觸發條件變數時也可以用以下程式碼,兩種方式各有優劣

void
enqueue_msg(struct msg *mp)
{
    pthread_mutex_lock(&qlock);
    mp->m_next = workq;
    workq = mp;
    pthread_cond_signal(&qready);
    pthread_mutex_unlock(&qlock);
}

信號量

信號量是一種特殊的變量，存取具有原子性。

只允許對它進行兩個操作：

（1）等待信號量

#當信號量值為0時，程式等待；當訊號量值大於0時，信號量減1，程式繼續運作。

（2）發送信號量

將信號量值加1。

說明：Linux提供了一組信號量API，聲明在頭檔sys/sem.h中。

linux 條件變數與訊號量的差異：

（1）使用條件變數可以一次喚醒所有等待者，而這個訊號量沒有的功能，感覺是最大差別。

（2）信號量總是有一個值（狀態的），而條件變數是沒有的，沒有地方記錄喚醒（發送訊號）過多少次，也沒有地方記錄喚醒執行緒（wait回傳）過多少次。從實作上來說一個信號量可以是用mutex counter condition variable實現的。因為信號量有一個狀態，如果想精準的同步，那麼信號量可能會有特殊的地方。信號量可以解決條件變數中存在的喚醒遺失問題。

（3）信號量的意圖在於進程間同步，互斥鎖和條件變數的意圖在於執行緒間同步，但是信號量也可用於執行緒間，互斥鎖和條件變數也可用於進程間。應根據實際的情況進行決定。信號量最有用的場景是用以指明可用資源的數量。

經典的一句話：

互斥量是訊號量的一種特例，互斥量的本質就是一把鎖。

linux中條件變數和信號量有什麼差別

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