Linux组件封装（二）中条件变量Condition的封装

浏览数：22 / 时间：2015年06月20日

条件变量主要用于实现线程之间的协作关系。

pthread_cond_t常用的操作有：

int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

我先将Condition类的声明放在这里：

#ifndef CONDITION_H_
#define CONDITION_H_

#include "NonCopyable.h"
#include <pthread.h>

class MutexLock;

class Condition : NonCopyable
{
public:
    Condition(MutexLock &mutex);
    ~Condition();

    void wait();
    void notify();
    void notifyAll();

private:
    pthread_cond_t cond_;
    MutexLock &mutex_;
};

#endif //CONDITION_H_

这里注意几点：

1.wait必须在加锁的条件下调用。

2.notify一次唤醒一个线程，通常用来通知资源可用，

3.notifyAll一次通知多个线程，通常用来通知状态的改变。滥用broadcast会导致“惊群”问题。

使用wait必须采用while判断，原因在于：

a) 如果采用if，最多判断一次。

b) 线程A等待数据，阻塞在full上，那么当另一个线程放入产品时，通知A去拿数据，此时另一个线程B抢到锁，直接进入临界区，取走资源。A重新抢到锁，（因为采用的是if，所以不会判断第二次）进去临界区时，已经没有资源。

c)防止broadcast的干扰，如果获得一个资源，使用broadcast会唤醒所有等待的线程，那么多个线程被唤醒，但最终只有一个能拿到资源，这就是所谓的“惊群效应”。

cpp代码实现如下：

#include "Condition.h"
#include "MutexLock.h"
#include <assert.h>

Condition::Condition(MutexLock &mutex)
    :mutex_(mutex)
{
    TINY_CHECK(!pthread_cond_init(&cond_, NULL));
}

Condition::~Condition()
{
    TINY_CHECK(!pthread_cond_destroy(&cond_));
}


void Condition::wait()
{
    assert(mutex_.isLocking()); //wait前必须上锁
    TINY_CHECK(!pthread_cond_wait(&cond_, mutex_.getMutexPtr()));
}

void Condition::notify()
{
    TINY_CHECK(!pthread_cond_signal(&cond_));
}

void Condition::notifyAll()
{
    TINY_CHECK(!pthread_cond_broadcast(&cond_));
}