条件变量(Condition Variable)详解

简介: 条件变量(Condtion Variable)是在多线程程序中用来实现“等待->唤醒”逻辑常用的方法。举个简单的例子,应用程序A中包含两个线程t1和t2。t1需要在bool变量test_cond为true时才能继续执行,而test_cond的值是由t2来改变的,这种情况下,如何来写程序呢?可供选择的方案有两种: 第一种是t1定时的去轮询变量test_cond,如果test_cond为false,则继续休眠;如果test_cond为true,则开始执行。

条件变量(Condtion Variable)是在多线程程序中用来实现“等待->唤醒”逻辑常用的方法。举个简单的例子,应用程序A中包含两个线程t1和t2。t1需要在bool变量test_cond为true时才能继续执行,而test_cond的值是由t2来改变的,这种情况下,如何来写程序呢?可供选择的方案有两种:

  • 第一种是t1定时的去轮询变量test_cond,如果test_cond为false,则继续休眠;如果test_cond为true,则开始执行。
  • 第二种就是上面提到的条件变量,t1在test_cond为false时调用cond_wait进行等待,t2在改变test_cond的值后,调用cond_signal,唤醒在等待中的t1,告诉t1 test_cond的值变了,这样t1便可继续往下执行。

          很明显,上面两种方案中,第二种方案是比较优的。在第一种方案中,在每次轮询时,如果t1休眠的时间比较短,会导致cpu浪费很厉害;如果t1休眠的时间比较长,又会导致应用逻辑处理不够及时,致使应用程序性能下降。第二种方案就是为了解决轮询的弊端而生的。然而条件变量在使用的过程中,比较容易出错,如何用得不正确的话,会适得其反的,接下来,我将详细分析如何来使用条件变量,希望能够给在使用条件变量过程中遇到问题的朋友有所帮助。
          在开始介绍之前,需要说明一下,在接下来的介绍中,需要用到互斥锁和条件变量相关的内容,在这里我以Linux下的pthread_mutex_t为互斥锁类型,pthread_cond_t为条件变量类型来进行介绍,对pthread不熟的朋友,可以参考一下linux下的manual。
          1. 下面是把刚开始举的例子翻译后的程序:

    1
    2
    3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
    pthread_mutex_t mutex;  ///< 互斥锁 pthread_cond_t cond; ///< 条件变量 bool test_cond = false; /// TODO 初始化mutex和cond   /// thread 1: pthread_mutex_lock(&mutex); ///< 1 while (!test_cond) { pthread_cond_wait(&cond, &mutex); ///< 2,3 } pthread_mutex_unlock(&mutex); ///< 4 RunThread1Func();   /// thread 2: pthread_mutex_lock(&mutex); ///< 5 test_cond = true; pthread_cond_signal(&cond); pthread_mutex_unlock(&mutex); ///< 6   /// TODO 销毁mutex和cond

          通过上面的例子,下面我来介绍一下条件变量在使用过程中需要注意的几点(也是比较容易出错的):
          (1)条件变量的使用过程中,最为关键的一点是互斥锁的使用。细心的朋友应该发现了,我在上面的例子中标了1、2、3、4、5、6个标号。在这里1、4、5、6都是正常的lock/unlock,2、3是需要特别说明的。2是进入pthread_cond_wait后的,pthread_cond_wait调的pthread_mutex_unlock,这样做的目的是为了保证在thread1阻塞wait后,thread2获取同一把锁mutex的时候,能够正常获取(即5,6)。3是thread1被唤醒后,要退出pthead_cond_wait之前,pthread_cond_wait调的pthread_mutex_lock,这样做的目的是为了把mutex的控制权还给调用pthread_cond_wait的线程(即thread1)。整理一下基本的时序为:

    1
    2
    3
    thread 1 lock->thread 1 wait-> thread 1 unlock(in wait) ->thread 2 lock->thread 2 signal->thread 2 unlock ->thread 1 lock(in wait)->thread 1 unlock

          (2)条件变量使用的过程中,通常会加一个bool或者int的值test_cond来配合使用。这里需要注意的一点是一定要在signal之前来改变test_cond,这样才能保证wait的线程被唤醒后,能够取到正确的test_cond的值,否则后果是不可预测的。

目录
相关文章
|
Linux 数据处理 开发者
Linux命令ld.bfd:二进制文件的强大链接器
`ld.bfd`是GNU链接器的变体,利用BFD库处理多种目标文件格式(如ELF, COFF)。它收集文件,解析符号,执行重定位,生成可执行文件。特点包括多格式支持,高效符号管理和诊断信息。常用命令如`ld.bfd -o output file1.o file2.o -lc`。注意文件路径、链接顺序,利用诊断信息和文档,保持工具更新以优化使用。
|
3月前
|
存储 运维 分布式计算
OSS迁移实战:从自建MinIO到阿里云OSS的完整数据迁移方案
本文介绍了从自建MinIO迁移至阿里云OSS的完整方案,涵盖成本优化、稳定性提升与生态集成需求。通过双写代理、增量同步、分层校验等技术,解决数据一致性、权限迁移、海量小文件处理等挑战,实现业务零中断与数据强一致性,最终达成79%的TCO降低和显著性能提升。
827 0
|
8月前
|
自然语言处理 调度 决策智能
Coconut:基于连续潜在空间推理,提升大语言模型推理能力的新方法
Coconut提出了一种新的大语言模型推理范式,通过在潜在空间中运算,利用隐藏层生成的连续思维状态取代传统文本推理。该方法采用广度优先搜索探索多条路径,避免单一路径局限,显著提升逻辑任务性能并减少token消耗。 Coconut结合“语言模式”和“潜在模式”动态切换,通过多阶段课程学习优化推理能力,在复杂规划任务中表现卓越,尤其在GSM8k和ProsQA等任务中优于传统模型。实验表明,Coconut能有效捕获中间变量,减少幻觉错误,具备更强的推理规划能力。
295 2
Coconut:基于连续潜在空间推理,提升大语言模型推理能力的新方法
|
网络协议 Windows
【IntelliJ IDEA】idea plugins搜索不出来,如何找到插件的解决方案
【IntelliJ IDEA】idea plugins搜索不出来,如何找到插件的解决方案
10310 0
|
XML Oracle Java
Flowable工作流入门看这篇就够了
Flowable工作流入门看这篇就够了
17721 1
|
JSON 负载均衡 Java
SpringCloud Feign 远程调用(史上最详细讲解)
SpringCloud Feign 远程调用(史上最详细讲解)
13752 0
SpringCloud Feign 远程调用(史上最详细讲解)
|
存储 分布式计算 关系型数据库
从零到一建设数据中台 - 功能组织与实现技术
从零到一建设数据中台 - 功能组织与实现技术
713 0
Linux命令:`cp` - 复制文件与目录的利器
`cp`是Linux中的命令行工具,用于复制文件和目录。基本语法是`cp [选项] 源 目标`。常用选项包括:`-r`(递归复制目录)、`-i`(交互式确认覆盖)、`-u`(只复制更新的文件)、`-v`(详细输出)、`-p`(保留文件属性)、`-l`(创建硬链接)和`-s`(创建符号链接)。`--backup`选项可在覆盖前创建备份,`--sparse`处理稀疏文件。通过组合使用这些选项,用户可以灵活地管理文件和目录的复制操作。
|
网络协议 Java Unix
从0到服务器开发——TinyWebServer(上)
从0到服务器开发——TinyWebServer
733 1
|
消息中间件 测试技术 领域建模
DDD - 一文读懂DDD领域驱动设计
DDD - 一文读懂DDD领域驱动设计
37795 5