pthread_cond_timedwait() 和 pthread_cond_broadcast() 解释

因此，我在堆栈溢出和其他资源上进行了大量搜索，但我无法理解有关上述函数的一些内容。具体来说，

1）当pthread_cond_timedwait()因为定时器值用完而返回时，它如何自动重新获取互斥锁。互斥锁可能被锁定在其他地方。例如，在生产者-消费者队列中，消费者可以使用 timedwait() 变体进行等待。从我读过的解释来看，当线程唤醒时，互斥锁似乎会自动重新获取。这让我很困惑？或者是定时器超时后会唤醒，然后检查谓词并再次锁定。这是没有意义的？

2）当一堆线程获得了互斥体并且现在都在等待一个简单的pthread_cond_wait()时，如果另一个线程发出pthread_cond_broadcast()，将会发生什么。每个线程（由调度程序确定）是否会一一唤醒，按顺序获取互斥锁，然后每个线程继续执行？或者整个线程列表中只有一个线程会被唤醒。我认为使用 pthread_cond_signal() 也可以实现后两种行为。另外，如果前面的方法是正确的行为，那么我们可以假设其他一些线程可能最终会在其他地方对该变量调用 wait() 。那么是否会将所有其他等待线程重新置于阻塞状态并等待信号。还是各自继续觉醒，并一一进步？

(1) pthread_cond_timedwait()

简短（浅薄）的解释它是如何工作的。

1) 与 pthread_cond_timewait() 关联的互斥锁应在调用该函数之前锁定。这是你的责任。否则，函数行为是未定义的。

2) 当您的程序将其控制权转移给该函数时，该函数会自动释放关联的互斥体，从而使其他线程有机会获取它。当您等待时，互斥体被解锁。解锁它是函数的责任。 如果函数实现无法做到这一点，则只有一个线程将处理关联的互斥体。

3) 当函数返回时，无论是由于超时还是由于接收到信号，函数都会自动锁定互斥体。锁定互斥锁是该函数的职责。

4) 现在您应该再次解锁互斥锁。

解释中的“原子”一词意味着函数本身是线程安全的。

(2) pthread_cond_broadcast()

使用 pthread_cond_broadcast() 发出信号会导致所有等待线程唤醒并开始一一处理。使用 pthread_cond_signal() 发出信号只会唤醒一个线程。要“感受”这个概念，您可以使用以下说明该想法的代码。将 pthread_cons_signal 替换为 pthread_cond_brodcast。请考虑到，使用 pthread_cons_signal 时程序永远不会终止：只有一个等待线程获取信号并从等待循环中退出。

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

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int value = 0;

void* waiter(void* arg)
{
  int* tid = (int*)arg;

  printf("waiter started %d\n", *tid);

  pthread_mutex_lock(&mutex);
  while(value == 0)
  {
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
  }
  sleep(10);
  printf("waiter %d releases\n", *tid);
  pthread_mutex_unlock(&mutex);

}

void* notifier(void* arg)
{
  sleep(2);
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  value = 1;
  //pthread_cond_broadcast(&cond);
  pthread_cond_signal(&cond);
  pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

int main(void)
{
  pthread_t w1; // waiter
  int tid1=1;
  pthread_t w2; // waiter
  int tid2=2;
  pthread_t n1; // notifier

  pthread_create(&w1, NULL, waiter, &tid1);
  pthread_create(&w2, NULL, waiter, &tid2);
  pthread_create(&n1, NULL, notifier, NULL);

  pthread_join(w1, NULL);
  pthread_join(w2, NULL);
  pthread_join(n1, NULL);
  return 0;
}