5 int nitems; /* только для чтения потребителем и производителем */
6 int buff[MAXNITEMS];
7 struct {
8 pthread_mutex_t mutex;
9 int nput; /* следующий сохраняемый элемент */
10 int nval; /* следующее сохраняемое значение */
11 } put = {
12 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER
13 };
14 struct {
15 pthread_mutex_t mutex:
16 pthread_cond_t cond;
17 int nready; /* количество готовых для потребителя */
18 } nready = {
19 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, PTHREAD_COND_INITIALIZER
20 };
Функции produce и consume претерпевают некоторые изменения. Их текст дан в листинге 7.6.
//mutex/prodcons6.c
46 void *
47 produce(void *arg)
48 {
49 for (;;) {
50 Pthread_mutex_lock(put.mutex);
51 if (put.nput = nitems) {
52 Pthread_mutex_unlock(put.mutex);
53 return(NULL); /* массив заполнен, готово */
54 }
55 buff[put.nput] = put.nval;
56 put.nput++;
57 put.nval++;
58 Pthread_mutex_unlock(put.mutex);
59 Pthread_mutex_lock(nready.mutex):
60 if (nready.nready == 0)
61 Pthread_cond_signal(nready.cond);
62 nready.nready++;
63 Pthread_mutex_unlock(nready.mutex);
64 *((int *) arg) += 1;
65 }
66 }
67 void*
68 consume(void *arg)
69 {
70 int i;
71 for (i = 0; i nitems; i++) {
72 Pthread_mutex_lock(nready.mutex);
73 while (nready.nready == 0)
74 Pthread_cond_wait(nready.cond, nready.mutex);
75 nready.nready--;
76 Pthread_mutex_unlock(nready.mutex);
77 if (buff[i] != i)
78 printf("buff[%d] = *d\n", i, buff[i]);
79 }
80 return(NULL);
81 }
50-58 Для блокирования критической области в потоке-производителе теперь используется исключение put.mutex.
59-64 Мы увеличиваем счетчик nready.nready, в котором хранится количество элементов, готовых для обработки потребителем. Перед его увеличением мы проверяем, не было ли значение счетчика нулевым, и если да, то вызывается функция pthread_cond_signal, позволяющая возобновить выполнение всех потоков (в данном случае потребителя), ожидающих установки ненулевого значения этой переменной. Теперь мы видим, как взаимодействуют взаимное исключение и связанная с ним условная переменная. Счетчик используется совместно потребителем и производителями, поэтому доступ к нему осуществляется с блокировкой соответствующего взаимного исключения (nready.mutex). Условная переменная используется для ожидания и передачи сигнала.
72-76 Потребитель просто ждет, пока значение счетчика nready. nready не станет отличным от нуля. Поскольку этот счетчик используется совместно с производителями, его значение можно проверять только при блокировке соответствующего взаимного исключения. Если при проверке значение оказывается нулевым, мы вызываем pthread_cond_wait для приостановки процесса. При этом выполняются два атомарных действия:
1. Разблокируется nready.mutex.
2. Выполнение потока приостанавливается, пока какой-нибудь другой поток не вызовет pthread_cond_signal для этой условной переменной.
Перед возвращением управления потоку функция pthread_cond_wait блокирует nready.mutex. Таким образом, если после возвращения из функции мы обнаруживаем, что счетчик имеет ненулевое значение, мы уменьшаем этот счетчик (зная, что взаимное исключение заблокировано) и разблокируем взаимное исключение. Обратите внимание, что после возвращения из pthread_cond_wait мы всегда заново проверяем условие, поскольку может произойти ложное пробуждение при отсутствии выполнения условия. Различные реализации стремятся уменьшить количество ложных пробуждений, но они все равно происходят.
Код, передающий сигнал условной переменной, выглядит следующим образом:
struct {