linux中条件变量和信号量有什么区别

青灯夜游

发布时间：2022-05-11 19:18:34

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区别：1、使用条件变量可以一次唤醒所有等待者，而信号量不能唤醒；2、信号量始终有一个值（状态），而条件变量是没有值的，没有地方记录发送信号的次数，也没有地方记录wait返回的次数；3、信号量的意图在于进程间同步，条件变量意图在于线程间同步。

linux中条件变量和信号量有什么区别

本教程操作环境：linux5.9.8系统、Dell G3电脑。

条件变量

条件变量（cond）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。

条件变量的使用：

#include <pthread.h>

struct msg {
    struct msg *m_next;
    /* ... more stuff here ... */
};
struct msg *workq;
pthread_cond_t qready = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t qlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void
process_msg(void)
{
    struct msg *mp;

    for (;;) {
        pthread_mutex_lock(&qlock);
        while (workq == NULL)
            pthread_cond_wait(&qready, &qlock);
        mp = workq;
        workq = mp->m_next;
        pthread_mutex_unlock(&qlock);
        /* now process the message mp */
    }
}

void
enqueue_msg(struct msg *mp)
{
    pthread_mutex_lock(&qlock);
    mp->m_next = workq;
    workq = mp;
    pthread_mutex_unlock(&qlock);
    pthread_cond_signal(&qready);
}

当然,在触发条件变量时也可以用以下代码,两种方式各有优劣

void
enqueue_msg(struct msg *mp)
{
    pthread_mutex_lock(&qlock);
    mp->m_next = workq;
    workq = mp;
    pthread_cond_signal(&qready);
    pthread_mutex_unlock(&qlock);
}

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

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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（状态的），而条件变量是没有的，没有地方记录唤醒（发送信号）过多少次，也没有地方记录唤醒线程（wait返回）过多少次。从实现上来说一个信号量可以是用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。

经典的一句话：

互斥量是信号量的一种特例，互斥量的本质是一把锁。