linux 条件变量(linux条件变量的使用)
大家好，今天给各位分享linux 条件变量的一些知识，其中也会对linux条件变量的使用进行解释，文章篇幅可能偏长，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在就马上开始吧！
深入理解条件变量Condition
深入理解条件变量Condition
在并发编程中，条件变量（Condition）是管理线程等待和通知的一种重要工具，尤其在使用可重入锁（ReentrantLock）时，Condition提供了更加灵活的等待和唤醒机制。相比于synchronized关键字的内置等待/唤醒机制，Condition允许线程在特定条件满足时再继续执行，提高了代码的可读性和可维护性。
让我们通过一个简单的Demo来了解Condition的基本用法。假设我们有两个线程：一个负责等待特定条件，另一个负责通知条件满足。在使用Condition时，我们通常将等待线程调用`await()`方法，进入等待状态，直到另一个线程调用`signal()`方法通知条件满足，等待线程才会被唤醒。
Condition与ReentrantLock的结合使我们能够实现更高级的同步控制。比如，在Java的并发工具包中，ArrayBlockingQueue就利用了Condition来管理队列的空/满状态。通过两个条件变量：一个用于检测队列是否为空，另一个用于检测队列是否已满，队列的入队和出队操作会根据当前队列状态调用相应的Condition，实现线程间的高效同步。
此外，Condition在Kafka的BufferPool中也有应用。BufferPool管理内存分配和回收时，也需要确保线程间的同步。Condition在此场景下的使用，保证了内存操作的正确顺序，避免了竞态条件，提高了系统的稳定性和性能。
接下来，我们深入分析Condition的实现细节。Condition的核心实现基于可重入锁（ReentrantLock），其内部类ConditionObject封装了Condition的主要功能。通过`await()`和`signal()`方法，ConditionObject实现了等待和通知机制。在等待时，调用线程会释放锁，进入等待队列；当有线程调用`signal()`方法时，等待队列中的线程会被唤醒，并重新获得锁，继续执行。
在Linux环境下，条件变量机制同样用于实现线程间同步，其基本原理与Java中的Condition相似。在等待条件满足时，线程会原子地释放锁，进入等待状态，直到其他线程通过适当的机制（如信号量、事件等）通知它，线程才会被唤醒并重新获取锁。
如果你想更深入地了解Condition的实现以及相关原理，可以阅读以下资源：
1.**可重入锁 ReentrantLock源码阅读**：深入理解ReentrantLock的实现，包括ConditionObject的细节。
2.**pthread_cond_wait**：了解Linux环境下条件变量的使用方法。
3.**《Unix高级环境编程》**：书中关于线程和同步机制的章节提供了丰富的理论背景。
Linux中 条件变量为什么要用互斥锁来保护
你不管他是条件变量还是其他什么变量。只要理解，因为这个变量/资源是共享的，可能会有多个进程或线程去修改它，那么就必须为它添加一个锁，这个锁是每次只有一个进程/线程可以获取到的。
打个比方，
mutex是一个布尔型变量，表示这个资源变量（锁）的一个钥匙。
为真的是时候表示这个钥匙当前是可以借，
反之为假的时候表示已经有线程在使用这个钥匙。
在Java里边就用关键字synchronized来指定一个代码块一次只有一个线程可以访问。
取钥匙这个函数/方法的算法就可以这么理解了：如果这个锁可借，那么返回真，表示可借；否则返回假表示不可借
public synchronized boolean getmutex(){//取钥匙
if(mutex==true)//钥匙空闲可用
{
mutex=false;//取钥匙就进行修改，证明这一次取钥匙已经发生
return true;//返回真，表示取钥匙成功
}
else return false;//这个钥匙正在被使用，返回假表示去钥匙失败
}
就像一个公用电话亭，这就相当于规定了一次只允许一个人进门，你进去了就把门关上。门关着其他人就进不去了，只有你打完电话出来开门，释放这个锁，其他人才可以进去。
通过synchronized关键字将取钥匙跟进门两个动作放在在一起，绑在一块。
其中门就是条件变量，mutex就是这个门的互斥锁。
条件变量和信号量有什么区别
条件变量
条件变量使在多线程程序中用来实现“等待--->唤醒”逻辑常用的方法，是进程间同步的一种机制。条件变量用来阻塞一个线程，直到条件满足被触发为止，通常情况下条件变量和互斥量同时使用。
一般条件变量有两个状态：
①一个/多个线程为等待"条件变量的条件成立"而挂起;
②另一个线程在"条件变量条件成立时"通知其他线程。
信号量
信号量是一种特殊的变量，访问具有原子性。
只允许对它进行两个操作：
①等待信号量：当信号量值为0时，程序等待;当信号量值大于0时，信号量减1，程序继续运行。
②发送信号量：将信号量值加1。
说明：Linux提供了一组信号量API，声明在头文件sys/sem.h中。
Linux条件变量和信号量的区别：
①使用条件变量可以一次唤醒所有等待者，而这个信号量没有的功能，感觉是最大区别。
②信号量始终有一个值，而条件变量是没有的，没有地方记录唤醒过多少次，也没有地方记录唤醒线程过多少次。从实现上来说一个信号量可以欧尼顾mutex+counter+condition
variable实现的。因为信号量有一个状态，如果想精准的同步，那么信号量可能会有特殊的地方。信号量可以解决条件变量中存在的唤醒丢失问题。
③信号量的意图在于进程间同步，互斥锁和条件变量的意图在于线程间同步，但是信号量也可用于线程间，互斥锁和条件变量也可用于进程间。应当根据实际的情况进行决定。信号量最有用的场景是用以指明可用资源的数量。
