关于条件变量

Posted 2020-10-08 冷冰若水

最近打算在写一个网络库，涉及到对mutex、condition的封装，再次使用Linux提供的接口，发现一个问题，使用condition的时候需要配合一个mutex来使用。

上面是关于pthread_cond_wait的man手册说明，意思就是再调用pthread_cond_wait之前需要把mutex上锁，pthread_cond_wait会自动解锁，然后等待条件变量被signal，执行线程会被挂起并不会消耗任何CPU时间，知道条件变量被signal。在返回到调用线程之前，pthread_cond_wait会重新获取锁（如果获取不到锁，会阻塞）。

我想要测试就是最后一点，如果在返回的时候获取不到锁，会不会阻塞，以及想知道为什么需要与一个mutex配合使用。

测试代码：

 1 /*
 2 * 测试pthread_cond_wait
 3 */
 4 #include <unistd.h>
 5 #include <pthread.h>
 6 
 7 #include <stdio.h>
 8 
 9 pthread_mutex_t mutex;
10 pthread_cond_t cond;
11 
12 void* mutex_func(void *arg)
13 {
14     // wait cond_func get the lock
15     printf("lock after 5s\\n");
16     sleep(5);
17     pthread_mutex_lock(&mutex);
18 
19     pthread_cond_signal(&cond);
20 
21     printf("unlock after 5s\\n");
22     sleep(5);
23     pthread_mutex_unlock(&mutex);
24 }
25 
26 void* cond_func(void *arg)
27 {
28     // lock
29     pthread_mutex_lock(&mutex);
30 
31     pthread_cond_wait(&cond, &mutex); // unlock and block
32     printf("get signal\\n");
33 
34     pthread_mutex_unlock(&mutex);
35     // acquire lock, will block
36     printf("cond_func\\n");
37 }
38 
39 int main(void)
40 {
41     pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
42     pthread_cond_init(&cond, NULL);
43 
44     pthread_t pid1, pid2;
45     pthread_create(&pid1, NULL, mutex_func, NULL);
46     pthread_create(&pid2, NULL, cond_func, NULL);
47 
48     pthread_join(pid1, NULL);
49     pthread_join(pid2, NULL);
50 
51     return 0;
52 }

输出结果：

结论：

根据输出结果可以知道，确实是它需要的mutex释放之后才从pthread_cond_wait返回的。此处可以推测（需要看源码验证）pthread_cond_wait是去查看某一个条件是否为真来决定是否返回的（那么就涉及到了race condition），所以需要使用mutex来保护。

源码验证：