关于线程和条件变量和同步

Question

我正在尝试了解线程编程中的条件变量，谁能解释它如何与互斥锁一起工作以及条件变量是什么，以便它可以同步线程？ 条件变量和线程

Answer 1

给你。在这里，我使用了 3 个互斥锁和 3 个条件变量。通过以下示例，您可以在 C 中调度或控制任意数量的线程。首先看下面的第一个线程。在这里它锁定了互斥锁1（以便其他线程无法访问代码）开始执行（代码不只是添加cmets），最后在完成任务后等待cond1，同样第二个线程锁定互斥锁2，开始执行其业务逻辑并最终等待在条件 cond2 和第 3 个线程锁定互斥锁 lock3 时，开始执行其业务逻辑并最终在条件 cond3 上等待。我没有在这里添加任何业务逻辑，因为这只是一个示例。在注释部分，您可以添加将以并行模式执行的业务逻辑。假设 thread3 依赖于 thread1 的最终输出，该输出将被插入到表中，并且 thread3 将在创建最终结果之前读取该信息，并且 thread2 依赖于 thread3 的最终结果来生成其最终结果。因此 thread1 在将数据插入表后，通过条件变量向 thread3 发出信号以继续其最终过程。这意味着thread1控制thread3。由于 thread2 取决于 thread3 的最终结果，因此 thread3 控制 Thread2 的执行。在这里，我们可以允许线程 1 独立执行，因为它的操作不依赖于任何其他线程，但是例如线程控制，我们在这里控制所有线程，因此线程 1 被线程 2 控制。

为了开始控制过程，我们首先释放线程1。在主线程（即主函数，每个程序都有一个主线程，在 C/C++ 中，一旦内核将控制权传递给主方法/函数，这个主线程由操作系统自动创建）我们调用 pthread_cond_signal(&cond1);一旦从主线程调用此函数，在 cond1 上等待的 thread1 将被释放并开始进一步执行。一旦完成最终任务，它将调用 pthread_cond_signal(&cond3);现在在条件 cond3 上等待的线程，即线程 3 将被释放，它将开始执行它的最后阶段，并将调用 pthread_cond_signal(&cond2);它将释放在条件 cond2 上等待的线程，即在本例中为 thread2。这是我们可以在多线程环境中调度和控制线程执行的方式。

#include<pthread.h>

pthread_cond_t cond1 = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond2 = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond3 = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t lock3 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

int TRUE = 1;

void * threadMethod1(void *arg)
{
  printf("In thread1\n");
  do{
    pthread_mutex_lock(&lock1);
    //Add your business logic(parallel execution codes)  here
    pthread_cond_wait(&cond1, &lock1);
    printf("I am thread1  generating the final report and inserting into a table \n");
    pthread_cond_signal(&cond3);/* Now allow 3rd thread to process */
    pthread_mutex_unlock(&lock1);
  }while(TRUE);
  pthread_exit(NULL);
}

void * threadMethod2(void *arg)
{
  printf("In thread2\n");
  do
  {
    pthread_mutex_lock(&lock2);
    //Add your business logic(parallel execution codes)  here
    pthread_cond_wait(&cond2, &lock2);
    printf("I am thread2  generating the final report and inserting into a table \n");
    pthread_cond_signal(&cond1);
    pthread_mutex_unlock(&lock2);
  }while(TRUE);
  pthread_exit(NULL);
}

void * threadMethod3(void *arg)
{
  printf("In thread3\n");
  do
  {
    pthread_mutex_lock(&lock3);
    //Add your business logic(parallel execution codes)  here
    pthread_cond_wait(&cond3, &lock3);
    printf("I am thread3  generating the final report and inserting into a table \n");
    pthread_cond_signal(&cond2);
    pthread_mutex_unlock(&lock3);
  }while(TRUE);
  pthread_exit(NULL);
}

int main(void)
{
  pthread_t tid1, tid2, tid3;
  int i = 0;

  printf("Before creating the threads\n");
  if( pthread_create(&tid1, NULL, threadMethod1, NULL) != 0 )
        printf("Failed to create thread1\n");
  if( pthread_create(&tid2, NULL, threadMethod2, NULL) != 0 )
        printf("Failed to create thread2\n");
  if( pthread_create(&tid3, NULL, threadMethod3, NULL) != 0 )
        printf("Failed to create thread3\n");
  pthread_cond_signal(&cond1);/* Now allow first thread to process first */


  sleep(1);
  TRUE = 0;/* Stop all the thread */
  sleep(3);

 /* this is how we join thread before exit from a system */
  /*  
  pthread_join(tid1,NULL);
  pthread_join(tid2,NULL);
  pthread_join(tid3,NULL);*/

 exit(0);
}