详解条件变量

一年多过去啦，一段时间没有posix多线程的东西，又忘记的差不多略，我打记性咋这么差，丝毫记不起来怎么用啦，还是不如烂笔头啊。

大家都知道条件变量需要配合mutex一起使用，往往是这样的：
lock->signal->unlock,  而另一边呢是：

lock->wait->unlock. 

在调用pthread_cond_wait(cond,mutex)时的执行顺序是这样的：
1. 首先获取外面的mutex, 然后当前wait push 到一个等待的queue里面，然后释放锁。但是你看wait的后面又是unlock释放mutex,这不重复啦吗？

    并不是这样，请继续往下看.

2.  pthread_cond_signal 首先获取mutex, 然后通过条件变量发送消息，立刻释放mutex。

3.  wait获取signal的消息，重新再获取mutex, 然后执行

 

在研究pthread_cond_wait的时候总是会听到一局，wait结束后会重新获取锁，这句话很忽悠人，弄来好久才绕过来。

pthread_cond_wait(cond, mutex), 可以展开来理解：

pthread_mutex_unlock(mtx); 当然unlock之前把当前waitpush到queue里面
pthread_cond_wait(cond);
pthread_mutex_lock(mtx);

从知乎上搜索也发现，有大神说：正是因为程序员发现unlock, wait, lock这三个操作始终得在一起，于是才提供略这个api来完成这三个动作。

一个完整的顺序是这样的：

A：
pthread_mutex_lock(mtx);   -- a1 

pthread_cond_wait(cond, mtx); 这一步需要展开：

pthread_mutex_unlock(mtx);    -- a2

pthread_cond_wait(cond);    -- a3

pthread_mutex_lock(mtx); --a4

pthread_mutex_unlock(mtx);    -- a5

B：
pthread_mutex_lock(mtx);   -- b1 

pthread_cond_signal(cond);  -- b2

pthread_mutex_unlock(mtx);    -- b3

如果A先执行，顺序是：
a1->a2->a3->b1->b2->a4->a5

如果B先执行，顺序是:

b1->b2-b3->a1->a2->a3, 不会进入a4,而是等待新的signal过来，之前一次的已经扔掉拉

 

为什么需要加mutex？？？

In Thread1:
pthread_mutex_lock(&m_mutex);   
pthread_cond_wait(&m_cond,&m_mutex);   
pthread_mutex_unlock(&m_mutex);  
 
In Thread2:
pthread_mutex_lock(&m_mutex);   
pthread_cond_signal(&m_cond);   
pthread_mutex_unlock(&m_mutex);  

假如1线程在调用cond_wait时，还没有进入wait_cond的状态， 然后线程2立马就调用啦cond_signal， 也就是signal比wait要快，这个时候cond_signal就丢失拉，使用啦mutex，则必须等到cond_wait的mutex释放后，然后线程2获取mutex, 然后才能调用cond_signal. 

cond_signal为什么要放在mutex中间呢，放在unlock后面会怎么样呢？

pthread_mutex_lock(&m_mutex);   

xxxxxxx...
pthread_mutex_unlock(&m_mutex); 
pthread_cond_signal(&m_cond); 

假如signal之前释放锁，这个时候有个低优先级的任务正在等待mutex, 而这个signal消息本是为啦去trigger一个更高优先级的线程的，这样就会出现低优先级抢占高优先级任务的现象，如果放在中间，则会先保证成功trigger本次需要trigger的任务后，然后释放锁，然后是其任务获取这个锁。

放在中间有没有问题呢？其实也有：

pthread_mutex_lock(&m_mutex);   
pthread_cond_signal(&m_cond); 
pthread_mutex_unlock(&m_mutex); 

在某些线程的实现中，会造成等待线程从内核中唤醒（收到cond_signal）后又回到内核空间(出发cond_wait线程后然后又会获取mutex)，会有性能问题。