std::shared_timed_mutex 和 std::shared_mutex区别

时间: 2023-08-22 16:11:07 浏览: 188

pthread_cond_wait详解

### pthread_cond_wait详解 #### 一、pthread_cond_wait概述 `pthread_cond_wait` 是一个用于线程间同步的重要函数，通常配合互斥锁 `pthread_mutex_t` 使用，以实现线程间的条件等待与唤醒机制。当某个线程需要等待特定条件满足时（例如资源可用或数据就绪），它可以通过调用 `pthread_cond_wait` 来挂起自己的执行，并释放与该条件相关的互斥锁。当条件满足时，其他线程通过调用 `pthread_cond_signal` 或 `pthread_cond_broadcast` 来唤醒等待中的线程。 #### 二、pthread_cond_wait的定义及工作原理根据给定的部分内容，`pthread_cond_wait` 的定义如下： ```c int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex); ``` - **参数**： - `cond`：指向条件变量的指针。 - `mutex`：指向与条件变量关联的互斥锁的指针。 - **功能**： - 当调用 `pthread_cond_wait` 时，当前线程将释放 `mutex` 并进入等待状态，直到其他线程通过 `pthread_cond_signal` 或 `pthread_cond_broadcast` 唤醒它。 - 唤醒后，线程重新获取 `mutex` 并恢复执行。 #### 三、pthread_cond_wait的使用场景 `pthread_cond_wait` 主要用于以下几种情况： 1. **资源可用性**：当资源不可用时，线程可以调用 `pthread_cond_wait` 等待资源变得可用。 2. **生产者消费者模型**：在生产者消费者模型中，生产者线程负责生产数据，消费者线程负责消费数据。当队列为空时，消费者线程将调用 `pthread_cond_wait` 进入等待状态；而当生产者线程向队列中插入数据后，会调用 `pthread_cond_signal` 唤醒消费者线程。 3. **多线程协作**：在线程间需要进行复杂的协作时，`pthread_cond_wait` 可以用来协调线程间的执行顺序。 #### 四、pthread_cond_wait的工作流程 1. **线程1调用`pthread_mutex_lock`锁定互斥锁**。 2. **线程1调用`pthread_cond_wait`并传递条件变量和互斥锁**。 - 在调用 `pthread_cond_wait` 后，线程1将释放互斥锁并进入等待状态。 3. **线程2或其他线程调用`pthread_mutex_lock`并执行其任务**。 - 如果线程2或其他线程也需要等待同一条件，则它们也将调用 `pthread_cond_wait` 并释放互斥锁。 4. **线程2或其他线程完成任务后调用`pthread_cond_signal`或`pthread_cond_broadcast`**。 - `pthread_cond_signal` 唤醒一个等待在条件变量上的线程。 - `pthread_cond_broadcast` 唤醒所有等待在条件变量上的线程。 5. **被唤醒的线程重新获取互斥锁并继续执行**。 6. **线程1或其他线程调用`pthread_mutex_unlock`解锁互斥锁**。 #### 五、注意事项 1. **必须与互斥锁一起使用**：`pthread_cond_wait` 必须在一个已经由调用线程锁定的互斥锁上使用，否则会导致未定义行为。 2. **原子性**：`pthread_cond_wait` 和 `pthread_cond_timedwait` 函数原子地释放互斥锁并阻塞线程。 3. **取消点**：`pthread_cond_wait` 是一个取消点，这意味着在调用期间线程可能被取消。如果在等待过程中线程被取消，它不会重新获取互斥锁，而是立即退出。 #### 六、示例代码分析下面是一个简单的例子来展示如何使用 `pthread_cond_wait`： ```c #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> pthread_mutex_t m_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t m_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; int data_ready = 0; void* thread_func(void* arg) { while (1) { pthread_mutex_lock(&m_mutex); // 等待数据准备就绪 while (!data_ready) { pthread_cond_wait(&m_cond, &m_mutex); } printf("Data is ready: %d\n", data_ready); data_ready = 0; // 处理数据 pthread_mutex_unlock(&m_mutex); } } int main() { pthread_t tid; pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL); while (1) { // 生产数据 data_ready = 1; // 通知等待线程 pthread_mutex_lock(&m_mutex); pthread_cond_signal(&m_cond); pthread_mutex_unlock(&m_mutex); sleep(1); // 模拟延时 } pthread_join(tid, NULL); return 0; } ``` 在这个例子中，主线程负责生产数据，而 `thread_func` 函数代表消费者线程。当数据准备好后，主线程调用 `pthread_cond_signal` 来唤醒等待在条件变量上的消费者线程。 #### 七、总结 `pthread_cond_wait` 是多线程编程中非常重要的函数，它可以帮助开发者实现复杂的线程间同步逻辑。通过合理地结合互斥锁和条件变量，可以在保证数据一致性的前提下提高程序的并发性能。在实际应用中，应特别注意与互斥锁的正确搭配使用，避免出现死锁或其他未定义行为。

std::shared_timed_mutex和std::shared_mutex都是C++11引入的多线程特性，用于实现读写锁机制。它们的主要区别在于对锁的超时处理。 std::shared_mutex只提供了基本的读写锁功能，即允许多个线程同时获得共享访问权限，而只有在写入操作时才需要独占访问权限。它没有提供超时功能，也没有提供尝试加锁的方法。而std::shared_timed_mutex在std::shared_mutex的基础上增加了超时处理的功能。它提供了try_lock_for()和try_lock_until()等方法，允许线程尝试在一定时间内获取锁，并在超时时放弃获取。这使得线程可以更加灵活地处理锁的获取和释放，避免长时间等待造成的性能问题。因此，如果需要对锁的超时进行处理，可以选择使用std::shared_timed_mutex；如果只需要基本的读写锁功能而不需要超时处理，可以使用std::shared_mutex。

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std::shared_timed_mutex 和 std::shared_mutex区别

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