while 如何解决虚假唤醒 及 if 为什么就不行？

希望打开这篇能对你有所帮助。

@[toc]

这个问题其实第一次接触虚假唤醒就有答案了，但是当时太拽，留下张图啥也不讲明白，导致现在又不知道是为什么了。。。

看了好久的网上的解说，也都是点到为止，哎，还有些写个“生产消费者”都写不明白，哎。

生产·消费者模型示例

1、这段代码不是用来看懂的
2、因为不了解生产·消费者模型，那怎么理解虚假唤醒啊？或者有没有掌握其它条件变量使用场景啊？
3、这段代码只是用来回忆一下，加讲解。

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

int current = 0;  // producer运行加1，consumer运行减1
int buf[10];
int in = 0, out = 0;
int items = 0, spaces = 10;
bool flag;  // 标记线程结束运行
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t notfull = PTHREAD_COND_INITIALIZER;  // 缓冲区不满
pthread_cond_t notempty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;  // 缓冲区不空

void *producer( void *arg ) {
    while( flag ) {
        pthread_mutex_lock( &mutex );  // 为保证条件变量不会因为多线程混乱，所以先加锁
        while( !spaces ) {  // 避免“惊群”效应，避免因其他线程实现得到事件而导致该线程“假醒”
            pthread_cond_wait( &notfull, &mutex );
        }
        buf[in] = current++;
        in = ( in + 1 ) % 10;
        items++;
        spaces--;

        printf( "producer %zu , current = %d\n", pthread_self(), current );
        for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
            printf( "%-4d", buf[i] );
        }
        printf( "\n\n" );

        pthread_cond_signal( &notempty );
        pthread_mutex_unlock( &mutex );
    }
    pthread_exit( NULL );
}

void *consumer( void *arg ) {
    while( flag ) {
        pthread_mutex_lock( &mutex );
        while( !items ) {
            pthread_cond_wait( &notempty, &mutex );
        }
        buf[out] = -1;
        out = ( out + 1 ) % 10;
        current--;
        items--;
        spaces++;

        printf( "consumer %zu , current = %d\n", pthread_self(), current );
        for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
            printf( "%-4d", buf[i] );
        }
        printf( "\n\n" );

        pthread_cond_signal( &notfull );
        pthread_mutex_unlock( &mutex );
    }
    pthread_exit( NULL );
}

int main() {
    memset( buf, -1, sizeof(buf) );
    flag = true;
    pthread_t pro[10], con[10];
    int i = 0;

    for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
        pthread_create( &pro[i], NULL, producer, NULL );
        pthread_create( &con[i], NULL, consumer, NULL );
    }

    sleep(1);  // 让线程运行一秒
    flag = false;

    for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
        pthread_join( pro[i], NULL );
        pthread_join( con[i], NULL );
    }

    return 0;
} 

使用 if 的代码流程

运行，运行，运行，三个线程都走到了 wait 这一步了。
为什么？因为条件变量进入了wait会释放锁啊。

现在都进来了哈。

这时候一个唤醒，肯定只有一个线程拿到了锁，因为锁只有一把，但是被唤醒的就不止是一个线程了。那没拿到锁的线程呢？
没拿到，就没拿到呗，继续往下呗，还想怎么样？

继续往下怎样？没有资源消费呗。脾气不好的线程就 core dump呗。
脾气好点呢？那你两次 unlock() 是没问题吗？

不过哈，这个虚假唤醒呐，没那么点背，触发概率不高，所以人家就懒的修复咯，性价比不高嘛，用户自己解决吧。

使用 while 的代码流程

运行，运行，运行，三个线程都走到了 wait 这一步了。
为什么？因为条件变量进入了wait会释放锁啊。

现在都进来了哈。

这时候，就算三个都给唤醒了，剩下那俩也得再兜回去继续趴着 wait 去。因为 while 是圆的。

这样子可明白？

对了，顺带说一句，条件变量的学名叫管程，别下次人家问管程还反问一句管程是啥，丢人。。。