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标题: 条件变量为什么要用互斥锁来保护？ [打印本页]

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-03 18:22
标题: 条件变量为什么要用互斥锁来保护？
如果pthread_cond_wait只有cond*一个参数，pthread_cond_signal也只有cond*一个参数，一个用来等，一个用来唤醒，工作的也挺好的不是么？
所有书所有资料所有人都说“互斥锁用来保护条件变量”“防止竞争”等等，为什么要保护？防止什么竞争？这个mutex的作用到底是什么？如果所有使用pthread_cond_wait的地方mutex参数各不相同，那么这个mutex参数是不是就相当于没有用了？
谢谢！！

作者: 赤夜萌香 时间: 2011-12-03 18:26
个人理解走到pthread_cond_wait后，如果条件不满足
该线程就休眠了，等待条件满足后被唤醒。节省了线程不断运行浪费的资源

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-03 18:28
回复 2# 赤夜萌香

是啊是啊我的理解和你完全一样但整个过程中和mutex有半毛钱关系么?? 晕死我了 ..

作者: 赤夜萌香 时间: 2011-12-03 18:30
有关系，pthread_cond_wait内需要写入mutex变量参数

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-03 18:35
回复 4# 赤夜萌香

= = 囧我就是想问设计者为什么要额外加这么一个mutex参数？如果不加会出什么问题？那些所谓“竞争”“保护”指的是什么？

谢谢！

作者: 赤夜萌香 时间: 2011-12-03 18:39
这个解释起来，就涉及mutex了，你会用互拆锁的话，后面的应该也不难。
pthread_cond_wait他除了判断条件是否满足，还有控制mutex的功能，
如果不满足条件，他要先释放互拆锁，在进入睡眠中

作者: 赤夜萌香 时间: 2011-12-03 18:45
本帖最后由赤夜萌香于 2011-12-03 18:46 编辑

也不能说让pthread_cond_wait判断条件，这个条件还是编译者自己给的，
如一个while循环，循环里的条件不满足了，就不做pthread_cond_wait
满足就执行pthread_cond_wait，执行pthread_cond_wait就会进入睡眠，但是会在睡眠前先释放他控制的互拆锁

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-03 19:08
回复 6# 赤夜萌香

对，就是这里不明白。比如pthread_cond_wait (&COND , &MUTEX) ，那么这个函数只是简单地将三个类似 unlock(MUTEX), wait(COND), lock(MUTEX) 的函数原子地绑在一起而已么？如果是的话，那么这么做目的是什么？满足某个条件时也很有可能需要同时开始好多任务啊，为什么要强行lock掉呢？

作者: 赤夜萌香 时间: 2011-12-03 19:18
本帖最后由赤夜萌香于 2011-12-03 19:20 编辑

pthread_cond_wait,pthread_cond_signal
与pthread_mutex_lock,pthread_mutex_unlock;
是两部分，先有后者，后者使用上有不足处，故需要用前者来弥补。前者只是一个辅助弥补；

关键还是理解后者的用法，完全理解了，再去看前者是如何辅助lock与unlock的不足的；

如果还不能完全消化mutex部分就去看 cond会自然狠吃力，建议先完全理解mutex

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-03 19:37
回复 9# 赤夜萌香

多谢！好像明白了 .. 是不是因为mutex只有锁定与否，但继续运行的条件不只“mutex未锁”这么简单，所以用cond暂时阻塞并解锁以让出资源？

如果是这样，那么如果我想实现一个简单得多的功能：当变量x为0时继续运行，此时mutex还有用么？直接写成 while (x) wait(&cond)就可以了是么？

.. 也就是说 .. 条件变量从一开始就不是我所想象的那个用途么　..

作者: djsxut 时间: 2011-12-13 13:06
pthread_cond_wait里面的mutex作用APUE里面也有写，就是安全的把该线程安全加入到等待条件发生的队列上。

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-13 13:33
回复 11# djsxut

明白了. 谢谢

作者: bqq402 时间: 2011-12-13 15:50
啊是啊我的理解和你完全一样但整个过程中和mutex有半毛钱关系么?? 晕死我了 ..

作者: djsxut 时间: 2011-12-14 11:04
条件变量都用互斥锁进行保护，条件变量状态的改变都应该先锁住互斥锁，pthread_cond_wait需要传入一个已经加锁的互斥锁，该函数把调用线程加入等待条件的调用列表中，然后释放互斥锁，这是一个原子操作。可以消除条件发生和线程睡眠等待条件发生间的时间间隙。比如说如果没有互斥锁，那么线程先判断条件是否发生，如果没有发生，让线程睡眠继续等待。如果在判断是否发生和线程睡眠这个间隙条件发生了，这就会有问题。

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-14 12:12
回复 14# djsxut

就是说 为了避免 因条件判断语句与其后的正文或wait语句之间的间隙而产生的漏判或误判，所以用一个mutex来保证: 对于某个cond的包括(判断,修改)在内的任何有关操作某一时刻只有一个线程在访问
也就是说条件变量本身就是一个竞争资源，这个资源的作用是对其后程序正文的执行权，于是用一个锁来保护
可以这样理解么？

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-14 12:17
回复 14# djsxut

但是如果用mutex消除了**与**之间的间隙，那么broadcast是什么作用？任意一个wait返回之前都会把mutex给锁住啊

作者: djsxut 时间: 2011-12-14 12:37
回复 16# hbmhalley

嗯，差不多这样，我认为就是按照一定的规程来进行操作，所以这种机制才生效。broadcast唤醒所有阻塞在该条件变量上的线程，然后按照一定的调度机制，线程竞争，就好像这些线程一起调用pthread_mutex_lock一样，所以最终也只有一个能够获得锁资源然后返回。不能获得锁的继续等待。

作者: hbmhalley 时间: 2011-12-14 14:35
回复 17# djsxut

哦 ..
刚才不理解既然有mutex限制cond，那么broadcast也只能唤醒一个阻塞的线程，和signal有什么区别？
现在好像理解了，signal唤醒cond队列中的一个线程，但broadcast唤醒队列中所有线程，只不过都因为阻塞在mutex上而没有工作而已，线程之后的走向就决定在mutex上而与cond无关了

作者: djsxut 时间: 2011-12-14 18:10
回复 18# hbmhalley

嗯。还有一点小区别，signal函数是唤醒至少一个线程，这是man pthread_cond_signal里说的。可以自己去man一下，然后去看看APUE。

作者: madbunny 时间: 2016-04-28 18:32
因为没有锁，只有条件变量是保证不了资源的互斥访问的。

你看wait函数的用法，它阻塞结束之后就不管剩下的代码了。不像mutex前后包含一下，保证中间的代码可以安全的访问被保护的资源。

但是为什么一定要传进去一个mutex参数呢？因为实际上wait函数偷偷地unlock了穿进去的锁。
需要用到wait函数的都是消费者。条件变量需要保证生产者优先访问资源，生产者访问资源又必须要get锁，所以wait函数其实是把得到的锁unlock了。等到退出之前再重新尝试lock。
这样才可以保证资源可用的时候消费者可以安全访问，资源不可用的时候也不会被消费者锁住，生产者访问不到。

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