互斥量和条件变量

ps：参考了很多博客，但是当时没记下链接。。。

互斥器和条件变量用法如下：

pthread_mutex_lock(&lock);
while (condition_is_false) {
    pthread_cond_wait(&cond, &lock);
}

上面那个while能换成if吗？答案是不能，否则会导致spurious wakeup虚假唤醒。因为不仅要在pthread_cond_wait前要检查条件是否成立，在pthread_cond_wait之后也要检查。因为pthread_cond_wait不仅能被pthread_cond_signal/pthread_cond_broadcast唤醒，而且还会被其它信号唤醒，后者就是虚假唤醒。
而且有可能多个线程被同时唤醒。那么在第一个获取完资源后，后面的全都无法获取资源了。
pthread_cond_wait内的互斥量只能保证同步。

linux的pthread_cond_wait是用futex系统调用，这个是慢速系统调用，看过apue知道任何慢速系统调用被信号打断的时候会返回-1，并且把errno置为EINTR，如果慢速系统调用的重启功能被关闭，需要在调用该系统调用的地方手动重启它，像下面这样：

while (1) {
    int ret = syscall();
    if (ret < 0 && errno == EINTR)
        continue;
    else
        break;
}

但是futex不能这么用，因为futex结束后到再次重启这个过程有个时间窗，在这个窗口内可能发生了pthread_cond_signal/phread_cond_broadcast，如果发生这种情况，再进行pthread_cond_wait的时候就错过了一次条件变量的变化，就会无限等待下去。但是如果不像上面那样写又无法重启futex系统调用，咋整呢？这就回到了上面检查布尔条件的时候为什么用while而不用if。

用while不会因为虚假唤醒而错过phread_cond_signal/pthread_cond_broadcast，而且在通过判断while条件不成立检测出此次唤醒为虚假唤醒并继续调用futex继续等待。

为什么要有条件变量：

举个例子：在应用程序中有连个线程thread1，thread2，thread3和thread4，有一个int类型的全局变量iCount。iCount初始化为0，thread1和thread2的功能是对iCount的加1，thread3的功能是对iCount的值减1，而thread4的功能是当iCount的值大于等于100时，打印提示信息并重置iCount=0。
hread4并不知道什么时候iCount会大于等于100，所以就会一直在循环判断，但是每次判断都要加锁、解锁(即使本次并没有修改iCount)。这就带来了问题一，CPU浪费严重。
所以通过条件变量可以避免CPU的浪费，并及时通知。

释放顺序：

(1) 按照 unlock(mutex); condition_signal()顺序，当等待的线程被唤醒时，因为mutex已经解锁，因此被唤醒的线程很容易就锁住了mutex然后从conditon_wait()中返回了。
(2) 按照 condition_signal(); unlock(mutext)顺序，当等待线程被唤醒时，它试图锁住mutex,但是如果此时mutex还未解锁，则线程又进入睡眠，mutex成功解锁后，此线程在再次被唤醒并锁住mutex，从而从condition_wait()中返回。

可以看到，按照(2)的顺序，对等待线程可能会发生2次的上下文切换，严重影响性能。因此在后来的实现中，对(2)的情况，如果线程被唤醒但是不能锁住mutex,则线程被转移(morphing)到互斥量mutex的等待队列中，避免了上下文的切换造成的开销。 -- wait morphing

来源：https://www.cnblogs.com/Przz/p/6876863.html

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