1.什么是条件变量

　　条件变量是维持线程同步的一种手段，当条件不满足时，线程会被自动阻塞，直到条件被触发为止。

　　条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，主要包含两个动作：1.一个或多个线程等待条件变量满足而被挂起；2.一个线程使条件成立（发出条件成立信号唤醒被阻塞的一个或多个线程）。

2.条件变量通常与互斥锁配合使用，为什么？互斥锁保护的是什么？

先来看一个条件变量的使用场景：

等待条件变量函数原型：

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);

void *func(void *arg){    pthread_mutex_lock(&mutex);    while(cond_is_false) //条件不满足，wait    {        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);    }    //...    pthread_mutex_unlock(&mutex);    return (void *)0;}

mutex保护的是什么？

　　不是条件变量本身cond，而是确定条件变量是否成立的线程间共享的全局变量，当mutex被lock后，可以放心的去判断全局变量，而不用担心在这期间被其他线程改变其状态。当条件不满足时，该线程首先unlock了mutex，线程被挂起（以上两步操作在pthread_cond_wait中完成，两步操作一块完成（保证原子性）），当mutex被unlock后，其他线程就有机会修改全局变量使条件变量满足，从而发送条件成立信号，调用pthread_cond_signal，唤醒在pthread_cond_wait中仍在被阻塞的线程，使其从pthread_cond_wait中返回，在返回前需要再次lock mutex。

pthread_cond_wait的工作流程可总结为：

　　1.unlock mutex；

　　2.waiting；

　　3.条件满足时lock mutex返回。1和2在一起完成时原子性的。

3.为什么使用while而不是if?

1. 因为pthread_cond_wait函数返回并不意味着一定是条件满足（被其他线程的pthread_cond_signal唤醒），而有可能是意外返回。
2. 【个人理解，不一定正确】在某线程A发送条件满足信号调用pthread_cond_signal、unlock mutex后，到从waiting中唤醒的线程B lock mutex之间，可能会有其他线程C先一步lock mutex而导致条件变量不满足。因此等到被唤醒的线程B lock mutex后需再次判断条件是否真的满足。

4.为什么unlock与wait操作要在原子操作内进行？

　　如果不是原子操作，先unlock mutex，再wait（在wait时条件成立可被唤醒）。如果发生以下情况：在unlock之后，wait之前，有其他线程获取到mutex，使条件变量满足，并发出signal，而原线程因为还没wait而错过这个信号。

5.条件变量使用规范

等待条件：

pthread_mutex_lock(&mutex);while(条件为假){    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);}修改条件pthread_mutex_unlock(&mutex);

条件满足时唤醒：

pthread_mutex_lock(&mutex);设置条件为真pthread_cond_signal(&cond);pthread_mutex_unlock(&mutex);

 

参考：