pthread_cond_init pthread_cond_wait pthread_cond_signal pthread_cond_destory

`pthread_cond_init`, `pthread_cond_wait`, `pthread_cond_signal`, 和 `pthread_cond_destroy` 是 POSIX 线程库（pthread）中的一部分，它们共同实现了条件变量（Condition Variable）的功能，这是一个更高级的同步工具。

1. **pthread_cond_init**:
这个函数用于初始化一个条件变量。它接受一个指向 `pthread_cond_t` 结构体的指针以及一个标志 `int mode`。如果 `mode` 设为 PTHREAD_COND_INITIALIZER，则自动初始化为有效条件变量。

2. **pthread_cond_wait**:
当某个条件未满足时，线程会调用 `pthread_cond_wait` 函数来让当前线程进入等待状态，同时释放对应的互斥锁（mutex）。只有当另一个线程通过 `pthread_cond_signal` 或 `pthread_cond_broadcast` 解除等待条件时，这个线程才会被唤醒。

3. **pthread_cond_signal**:
当一个条件满足时，可以调用 `pthread_cond_signal` 来通知一个等待在这个条件下的单个线程。如果还有其他线程在等待，`signal` 只会让其中一个唤醒。

4. **pthread_cond_destroy**:
最后，当我们不再需要一个条件变量时，应调用此函数来销毁它，释放关联的系统资源。

相关问题

详细说明下 pthread_mutex_init pthread_cond_init pthread_create pthread_cond_signal pthread_mutex_unlock pthread_mutex_lock ，怎么使用，给出demo

pthread_mutex_init: 用于初始化互斥锁（mutex），将互斥锁设置为默认属性。

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);

pthread_cond_init: 用于初始化条件变量（condition variable），将条件变量设置为默认属性。

#include <pthread.h>

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr);

pthread_create: 用于创建一个新的线程，并执行指定的函数。

#include <pthread.h>

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg);

pthread_cond_signal: 用于唤醒一个等待在条件变量上的线程。

#include <pthread.h>

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

pthread_mutex_unlock: 用于解锁互斥锁，允许其他线程获取该互斥锁。

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

pthread_mutex_lock: 用于加锁互斥锁，如果互斥锁已经被锁定，则调用线程会阻塞直到互斥锁被解锁。

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

下面是一个使用这些函数的简单示例：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int count = 0;

void* thread_func(void* arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    // 检查条件是否满足
    while (count < 10) {
        // 等待条件变量被唤醒
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }
    // 条件满足，执行任务
    printf("Thread: Count is now %d\n", count);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    // 创建线程
    pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL);

    // 模拟更新计数
    for (int i = 0; i < 15; ++i) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        count++;
        // 每次更新计数后，唤醒等待的线程
        if (count >= 10) {
            pthread_cond_signal(&cond);
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    // 等待线程结束
    pthread_join(thread, NULL);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

在上面的示例中，主线程更新一个计数器，当计数器达到10时，会通过条件变量唤醒等待的线程。等待的线程在条件满足时执行任务，并输出计数器的值。

如果先pthread_cond_signal，而后才pthread_cond_wait

如果先调用pthread_cond_signal，而后才调用pthread_cond_wait，可能会导致线程永远等待的情况。因为pthread_cond_signal只会唤醒一个等待在条件变量上的线程，如果在调用pthread_cond_signal之前没有线程等待在条件变量上，那么调用pthread_cond_signal是没有效果的。所以如果先调用pthread_cond_signal，而后才调用pthread_cond_wait，那么等待的线程可能会一直等待下去，因为它错过了被唤醒的机会。为了避免这种情况，通常应该先调用pthread_cond_wait，再调用pthread_cond_signal。这样可以确保等待的线程在调用pthread_cond_wait之前就已经准备好等待，并且能够正确地接收到信号。