c 互斥锁和条件变量

互斥锁和条件变量是多线程编程中常的同步机制互斥锁（mutex）用于保护共享资源，在同一时刻只允许一个线程访问该资源，其他线程需要等待互斥锁释放后才能访问。条件变量（condition variable）用于线程之间的通信，它提供了一种等待和唤醒机制，使得线程可以在满足特定条件时等待，并在条件满足时被唤醒。

互斥锁和条件变量通常一起使用。当一个线程需要访问共享资源时，它会先获取互斥锁，如果资源正在被其他线程占用，则当前线程会阻塞等待互斥锁的释放。而当某个线程修改了共享资源并希望通知其他线程时，它会通过条件变量发送信号，其他等待该条件的线程会被唤醒并重新尝试获取互斥锁。

互斥锁和条件变量的使用可以保证线程之间的同步和协调，避免竞态条件和死锁等问题。在C语言中，可以使用标准库中的pthread_mutex_t来创建互斥锁，并使用pthread_cond_t来创建条件变量。具体的使用方法可以参考相关的文档和教程。

相关问题

用c写一个互斥锁和条件变量实现线程间通信

好的，以下是一个使用互斥锁和条件变量实现线程间通信的示例代码：

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

#define BUFFER_SIZE 10

int buffer[BUFFER_SIZE];  // 共享缓冲区
int count = 0;            // 缓冲区中元素个数

pthread_mutex_t mutex;    // 互斥锁
pthread_cond_t cond;      // 条件变量

void *producer(void *arg)
{
    int item = 0;
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);  // 加锁
        if (count == BUFFER_SIZE) {  // 缓冲区已满，等待消费者消费
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        buffer[count++] = item++;    // 生产一个物品，放入缓冲区
        printf("Producer produces item %d\n", item);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);  // 解锁
        pthread_cond_signal(&cond);    // 唤醒一个等待的消费者
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void *consumer(void *arg)
{
    int item = 0;
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);  // 加锁
        if (count == 0) {            // 缓冲区为空，等待生产者生产
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        item = buffer[--count];      // 消费一个物品，从缓冲区中取出
        printf("Consumer consumes item %d\n", item);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);  // 解锁
        pthread_cond_signal(&cond);    // 唤醒一个等待的生产者
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    pthread_t producer_tid, consumer_tid;

    // 初始化互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    // 创建生产者和消费者线程
    pthread_create(&producer_tid, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_tid, NULL, consumer, NULL);

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

    // 销毁互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们使用了一个缓冲区来实现生产者和消费者之间的通信。生产者将生产的物品放入缓冲区，消费者从缓冲区中取出物品进行消费。当缓冲区已满时，生产者会等待消费者消费；当缓冲区为空时，消费者会等待生产者生产。在等待的过程中，使用条件变量来进行线程的阻塞和唤醒。当生产者放入一个物品时，会唤醒一个等待的消费者；当消费者取出一个物品时，会唤醒一个等待的生产者。同时，使用互斥锁来保护共享缓冲区的访问，确保线程安全。

使用C语言，实现条件变量和互斥锁的使用范例

当然，我很乐意为你提供相应的范例。

首先，我们需要引入相应的头文件：

#include <pthread.h>

接着，我们定义互斥锁和条件变量：

pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;

然后，我们在主函数中初始化互斥锁和条件变量：

int main() {
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);
    ...
}

在需要使用互斥锁的代码块中，我们需要先加锁，执行完后再解锁：

pthread_mutex_lock(&mutex);
// 互斥锁保护的代码块
pthread_mutex_unlock(&mutex);

当我们需要等待某个条件满足时，我们可以调用条件变量的wait函数来挂起当前线程：

pthread_mutex_lock(&mutex);

while (condition_is_not_met) {
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}

// 条件满足，执行相应操作

pthread_mutex_unlock(&mutex);

最后，当我们需要通知等待某个条件的线程时，我们可以调用条件变量的signal函数：

pthread_mutex_lock(&mutex);

// 改变条件状态

pthread_cond_signal(&cond);

pthread_mutex_unlock(&mutex);

希望这个范例对你有所帮助。如果你还有其他问题，可以随时问我。