面试题：C语言中Linux条件变量的基本使用

条件变量基本概念

在Linux环境下的C语言编程中，条件变量（condition variable）是一种同步机制，用于线程间的通信。它允许线程等待某个特定条件满足，从而避免无效的忙等待，提高程序效率。条件变量通常与互斥锁一起使用，互斥锁用于保护共享资源，而条件变量用于线程间的同步。

代码示例

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

// 定义互斥锁和条件变量
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int condition_met = 0;

// 线程函数1
void* thread_function1(void* arg) {
    // 模拟一些工作
    sleep(2); 

    pthread_mutex_lock(&mutex);
    condition_met = 1;
    printf("线程1设置条件为满足，唤醒等待线程\n");
    pthread_cond_signal(&cond); // 唤醒一个等待的线程
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    pthread_exit(NULL);
}

// 线程函数2
void* thread_function2(void* arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    while (!condition_met) {
        printf("线程2等待条件满足...\n");
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex); // 等待条件变量，同时释放互斥锁
    }
    printf("线程2条件已满足，继续执行\n");
    pthread_mutex_unlock(&mutex);

    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;

    // 创建线程1
    if (pthread_create(&thread1, NULL, thread_function1, NULL) != 0) {
        perror("pthread_create");
        return 1;
    }

    // 创建线程2
    if (pthread_create(&thread2, NULL, thread_function2, NULL) != 0) {
        perror("pthread_create");
        return 1;
    }

    // 等待线程结束
    if (pthread_join(thread1, NULL) != 0) {
        perror("pthread_join");
        return 1;
    }
    if (pthread_join(thread2, NULL) != 0) {
        perror("pthread_join");
        return 1;
    }

    // 销毁互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

上述代码中：

初始化：使用PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER和PTHREAD_COND_INITIALIZER分别初始化互斥锁和条件变量。
等待：pthread_cond_wait函数用于等待条件变量，它会自动释放互斥锁并使线程进入睡眠状态，当条件变量被唤醒时，线程会重新获取互斥锁并继续执行。
唤醒：pthread_cond_signal函数用于唤醒一个等待在条件变量上的线程。如果有多个线程等待，通常唤醒最早等待的线程。还有pthread_cond_broadcast函数可唤醒所有等待的线程。最后在程序结束时，使用pthread_mutex_destroy和pthread_cond_destroy销毁互斥锁和条件变量。

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