Linux——线程同步
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同步
条件变量
条件变量的创建
条件变量的销毁
条件变量的等待
条件变量的唤醒
解决饥饿问题
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生产者消费者模型
介绍
只有认知的突破💫才能带来真正的成长💫编程技术的学习💫没有捷径💫一起加油💫
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同步
同步：在保证数据安全的前提下，让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源，从而有效避免饥饿问题，叫做同步。
条件变量
条件变量，就是创建一个进程等待队列，处理完资源后就入队列，然后头部进程先执行，依次公平的竞争和处理资源，就向排队一样。
条件变量的创建
创建静态全局条件变量
代码：pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER。
创建动态局部条件变量，要使用函数初始化。
函数：int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,const pthread_condattr_t *restrict attr);使用该函数进行条件变量的初始化。
条件变量的销毁
函数：int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)
条件变量的等待
函数：int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond,pthread_mutex_t *restrict mutex)使用它，使线程在条件变量的等待队列中，进行等待。进入等待队列的线程，会把申请到的锁给释放掉。当被唤醒后，还会归还锁。
参数：
pthread_cond_t *restrict cond：在指定的条件变量等待。pthread_mutex_t *restrict mutex：释放自己申请到的锁。
条件变量的唤醒
函数：int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond)。广播唤醒所有的进程处理资源。函数：int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond)。唤醒至少一个线程处理资源。
解决饥饿问题
互斥锁+条件变量=解决饥饿问题。如下所示的代码。
// 操作共享变量会有问题的售票系统代码 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> int ticket = 10; //总票数 pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //创建锁 pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER; //创建条件变量 void *route(void *arg) { char *id = (char *)arg; while (ticket>0) { pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁 pthread_cond_wait(&cond,&mutex);//等待队列等待 if(ticket<=0) break; printf("%s sells ticket:%d\n", id, ticket); ticket--; pthread_mutex_unlock(&mutex);//释放锁 } //避免抢到票为0，锁未释放 pthread_mutex_unlock(&mutex);//释放锁 return (void*)0; } int main(void) { pthread_t t1, t2, t3, t4; //创建4个线程 pthread_create(&t1, NULL, route, (void *)"thread 1"); pthread_create(&t2, NULL, route, (void *)"thread 2"); pthread_create(&t3, NULL, route, (void *)"thread 3"); pthread_create(&t4, NULL, route, (void *)"thread 4"); sleep(3); while(1) { pthread_cond_signal(&cond); //每隔1秒唤醒一个线程 sleep(1); } pthread_join(t1, NULL); pthread_join(t2, NULL); pthread_join(t3, NULL); pthread_join(t4, NULL); //等待完所有的线程后，进行锁的销毁 pthread_mutex_destroy(&mutex); pthread_cond_destroy(&cond);//释放条件变量 return 0; }生产者消费者模型
作用：解决生产数据和消费数据的速度不匹配问题，同时实现生产、消费逻辑的解耦，提升系统并发处理能力和资源利用率。
介绍
模型由 3 个核心部分组成，职责清晰、各司其职：
生产者：负责创建 / 生成数据的线程 / 进程（比如采集日志、接收网络请求、解析文件等），生产完成后将数据交付至缓冲区，不直接与消费者交互。
消费者：负责处理 / 消费数据的线程 / 进程（比如分析日志、处理请求、计算数据等），仅从缓冲区获取数据，不直接与生产者交互。
缓冲区：连接生产者和消费者的中间容器（核心 “桥梁”），本质是一块内存区域，常见实现有队列（FIFO，先进先出）、环形缓冲区等，使模型能解耦。缓冲区是共享资源，要加锁保护。