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Linux服务器项目-6

第三章：多线程开发：

3.1 线程概述

与进程(process )类似，线程 (thread)是允许应用程序并发执行多个任务的一种机制。一个进程可以包含多个线程。同一个程序中的所有线程均会独立执行相同程序，且共享同一份全局内存区域，其中包括初始化数据段、未初始化数据段，以及堆内存段。（传统意义上的 UNIX 进程只是多线程程序的一个特例，该进程只包含一个线程）

并发是一个宏观意义上的概念，实际上不可能两个程序同时运行，只是切换速度很快，让人们感觉在并发。这点与并行不同，并行必须要多个CPU才行。

进程是 CPU 分配资源的最小单位，线程是操作系统调度执行的最小单位。

线程是轻量级的进程（ LWP Light Weight Process ），在 Linux 环境下线程的本质仍是进程。

查看指定进程的 LWP 号： ps -Lf pid,通过这个我们可以看到系统的同一个进程中有多线程。

线程和进程的区别：

  • 进程间的信息难以共享。由于除去只读代码段外，父子进程并未共享内存，因此必须采用一些进程间通信方式，在进程间进行信息交换。
  • 调用 fork() 来创建进程的代价相对较高，即便利用写时复制技术，仍然需要复制诸如内存页表和文件描述符表之类的多种进程属性，这意味着 fork() 调用在时间上的开销依然不菲。
  • 线程之间能够方便、快速地共享信息。只需将数据复制到共享（全局或堆）变量中即可。
  • 创建线程比创建进程通常要快 10 倍甚至更多。线程间是共享虚拟地址空间的，无需采用写时复制来复制内存，也无需复制页表。

线程之间的共享资源和非共享资源:

  • 共享资源：进程 ID 和父进程 ID；进程组 ID 和会话 ID；用户 ID 和 用户组 ID；文件描述符表；(这些都是位于系统内核中) 信号处置；文件系统的相关信息：文件权限掩码umask ）、当前工作目录；虚拟地址空间（除栈、 .text(代码段)）
  • 非共享资源：线程 ID；信号掩码；线程特有数据；error 变量；实时调度策略和优先级；栈，本地变量和函数的调用链接信息

查看当前 pthread 库版本： getconf GNU_LIBPTHREAD_VERSION

线程操作相关的API：

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pthread_t pthread_self(void);
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
void pthread_exit(void *retval);
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
int pthread_detach(pthread_t thread);
int pthread_cancel(pthread_t thread);

编译线程相关的程序需要加上-pthread，因为系统没有这个库，相当于-lpthread，pthread是一个动态库。

线程的创建：

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/*
    一般情况下,main函数所在的线程我们称之为主线程（main线程），其余创建的线程称之为子线程。
    程序中默认只有一个进程，fork()函数调用，2个进程
    程序中默认只有一个线程，pthread_create()函数调用，2个线程。

    #include <pthread.h>
    int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, 
    void *(*start_routine) (void *), void *arg);

        - 功能：创建一个子线程
        - 参数：
            - thread：传出参数，线程创建成功后，子线程的线程ID被写到该变量中。
            - attr : 设置线程的属性，一般使用默认值，NULL
            - start_routine : 函数指针，这个函数是子线程需要处理的逻辑代码，类似于回调函数
            - arg : 给第三个参数使用，传参
        - 返回值：
            成功：0
            失败：返回错误号。这个错误号和之前errno不太一样。
            获取错误号的信息：  char * strerror(int errnum);

*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("child thread...\n"); //主线程休眠时子线程抢占到CPU资源就可以执行了
    printf("arg value: %d\n", *(int *)arg);//先强制转换为int型，再取其地址的值
    return NULL;
}

int main() {

    pthread_t tid; //thread ID
    int num = 10;
    // 创建一个子线程
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, (void *)&num);//(void *)&num将num的地址强制转换为void*

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    } 

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    } //属于主线程的内容
    sleep(1);
    return 0;   // exit(0);退出进程，这样子线程也不能执行了
}

线程退出：

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/*

    #include <pthread.h>
    void pthread_exit(void *retval);
        功能：终止一个线程，在哪个线程中调用，就表示终止哪个线程
        参数：
            retval:需要传递一个指针，作为一个返回值，可以在pthread_join()中获取到。

    pthread_t pthread_self(void);
        功能：获取当前的线程的线程ID

    int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
        功能：比较两个线程ID是否相等
        不同的操作系统，pthread_t类型的实现不一样，有的是无符号的长整型，有的
        是使用结构体去实现的。
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("child thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;    // 等价于pthread_exit(NULL);
} 

int main() {

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    }

    // 主线程
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid ,pthread_self());
    // 让主线程退出,当主线程退出时，不会影响其他正常运行的线程。
    pthread_exit(NULL);
    printf("main thread exit\n");//这句话没有执行，因为之前线程就退出了
    return 0;   // exit(0);不会执行，线程退出了，因此不会影响子线程的运行
}

和终止的线程进行连接：pthread_join,主要为了回收子线程的资源。

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/*
    #include <pthread.h>
    int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
        - 功能：和一个已经终止的线程进行连接，对子线程资源进行释放，类比进程，防止产生僵尸线程
                回收子线程的资源
                这个函数是阻塞函数，调用一次只能回收一个子线程
                一般在主线程中使用
        - 参数：
            - thread：需要回收的子线程的ID
            - retval: 接收子线程退出时的返回值
        - 返回值：
            0 : 成功
            非0 : 失败，返回的错误号
*/

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

int value = 10;

void * callback(void * arg) {
    printf("child thread id : %ld\n", pthread_self());
    // sleep(3);
    // return NULL; 
    // int value = 10; // 局部变量
    pthread_exit((void *)&value);   // return (void *)&value;注意value不要定义在callback中作为局部变量。
} 

int main() {

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    }

    // 主线程
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid ,pthread_self());

    // 主线程调用pthread_join()回收子线程的资源
    int * thread_retval;
    ret = pthread_join(tid, (void **)&thread_retval);//thread_retval是int*类型，&thread_retval就是int**类型,(void **)是强制转换

    /*
        这里涉及到了一个如何通过局部变量修改全局变量的方法，就是通过指针
        int a = 10;
        change(int *a) //需要传递a的地址
    */
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    }

    printf("exit data : %d\n", *thread_retval);

    printf("回收子线程资源成功！\n");

    // 让主线程退出,当主线程退出时，不会影响其他正常运行的线程。
    pthread_exit(NULL);

    return 0; 
}

分离一个线程：pthread_detach

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/*
    #include <pthread.h>
    int pthread_detach(pthread_t thread);
        - 功能：分离一个线程。被分离的线程在终止的时候，会自动释放资源返回给系统。
          1.不能多次分离，会产生不可预料的行为。
          2.不能去连接一个已经分离的线程，会报错。
        - 参数：需要分离的线程的ID
        - 返回值：
            成功：0
            失败：返回错误号
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;
}

int main() {

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 输出主线程和子线程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());

    // 设置子线程分离,子线程分离后，子线程结束时对应的资源就不需要主线程释放
    ret = pthread_detach(tid);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error2 : %s\n", errstr);
    }

    // 设置分离后，对分离的子线程进行连接 pthread_join(),会失败
    // ret = pthread_join(tid, NULL);
    // if(ret != 0) {
    //     char * errstr = strerror(ret);
    //     printf("error3 : %s\n", errstr);
    // }

    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

线程取消：

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/*
    #include <pthread.h>
    int pthread_cancel(pthread_t thread);
        - 功能：取消线程（让线程终止）
            取消某个线程，可以终止某个线程的运行，
            但是并不是立马终止，而是当子线程执行到一个取消点，线程才会终止。
            取消点：系统规定好的一些系统调用，我们可以粗略的理解为从用户区到内核区的切换，这个位置称之为取消点。
*/

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

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("child : %d\n", i);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    
    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 取消线程
    pthread_cancel(tid);

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    // 输出主线程和子线程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

线程属性：

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/*
    int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
        - 初始化线程属性变量
    int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
        - 释放线程属性的资源
    int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate);
        - 获取线程分离的状态属性
    int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
        - 设置线程分离的状态属性
*/     

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

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;
}

int main() {
    // 创建一个线程属性变量
    pthread_attr_t attr;
    // 初始化属性变量
    pthread_attr_init(&attr);

    // 设置属性
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, &attr, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 获取线程的栈的大小
    size_t size;
    pthread_attr_getstacksize(&attr, &size);
    printf("thread stack size : %ld\n", size);
    // 输出主线程和子线程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());
    // 释放线程属性资源
    pthread_attr_destroy(&attr);
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

3.2 线程同步

一个卖票的例子,三个线程买票：

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/*
    使用多线程实现买票的案例。
    有3个窗口，一共是100张票。
    会出现问题就是多个线程互相抢占资源，有的票被多线程卖了多次，票的序号还可能出现负数
    实际上只能达到一种串行的效果，即进程运行的过程中几个线程依次运行
*/

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

int tickets = 100;
void* sellticket(void *arg)
{
    //卖票
    while(tickets > 0)
    {
        printf("%ld 正在卖第 %d张票\n",pthread_self(), tickets);
        tickets--;
    }
    return NULL;
}
int main()
{
    //创建三个子线程，主线程啥都不干
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    //回收子线程的资源，阻塞的函数
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    //退出子线程
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

线程的主要优势在于，能够通过全局变量来共享信息。不过，这种便捷的共享是有代价的：必须确保多个线程不会同时修改同一变量，或者某一线程不会读取正在由其他线程修改的变量。

临界区是指访问某一共享资源的代码片段，并且这段代码的执行应为原子操作，也就是同时访问同一共享资源的其他线程不应终端该片段的执行，保证数据的安全性。

线程同步：即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作，而其他线程则处于等待状态。线程同步可以通过互斥量(互斥锁)实现。

为避免线程更新共享变量时出现问题，可以使用互斥量（ mutex 是 mutual exclusion的缩写）来确保同时仅有一个线程可以访问某项共享资源。可以使用互斥量来保证对任意共享资源的原子访问，保证线程同步，

互斥量有两种状态：已锁定（ locked ）和未锁定（ unlocked ）。任何时候，至多只有一个线程可以锁定该互斥量。试图对已经锁定的某一互斥量再次加锁，将可能阻塞线程或者报错失败，具体取决于加锁时使用的方法。

一旦线程锁定互斥量，随即成为该互斥量的所有者，只有所有者才能给互斥量解锁。一般情况下，对每一共享资源（可能由多个相关变量组成）会使用不同的互斥量，每一线程在访问同一资源时将采用如下协议：

  • 针对共享资源锁定互斥量
  • 访问共享资源
  • 对互斥量解锁

如果多个线程试图执行这一块代码（一个临界区），事实上只有一个线程能够持有该互斥量（其他线程将遭到阻塞），即同时只有一个线程能够进入这段代码区域，如下图所示：

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//互斥量的类型 pthread_mutex_t
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);//初始化
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);//销毁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

使用互斥量可以有效解决线程间冲突的问题。临界区执行的时候加上互斥量，结束后解除互斥量。

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/*
    互斥量的类型 pthread_mutex_t
    int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
        - 初始化互斥量
        - 参数 ：
            - mutex ： 需要初始化的互斥量变量
            - attr ： 互斥量相关的属性，NULL
        - restrict : C语言的修饰符，被修饰的指针，不能由另外的一个指针进行操作。
            pthread_mutex_t *restrict mutex = xxx;
            pthread_mutex_t * mutex1 = mutex;//不合法

    int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
        - 释放互斥量的资源

    int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 加锁，阻塞的，如果有一个线程加锁了，那么其他的线程只能阻塞等待

    int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 尝试加锁，如果加锁失败，不会阻塞，会直接返回。

    int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
        - 解锁
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

int tickets = 100;
pthread_mutex_t mutex;
void* sellticket(void *arg)
{  
    //卖票
    while(1)
    {
        usleep(60000); //暂停一会，让其他线程抢CPU资源，防止都被一个线程卖掉了
        //加锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if(tickets > 0){
        printf("%ld 正在卖第 %d张票\n",pthread_self(), tickets);
        tickets--;
        }else 
        {
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            break;
        }
        //解锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}
int main()
{
    //初始化互斥量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    //创建三个子线程，主线程啥都不干
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    //回收子线程的资源，阻塞的函数
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    //退出子线程
    pthread_exit(NULL);

    //释放互斥量资源
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    return 0;
}

使用互斥量可能会出现的问题：死锁

有时，一个线程需要同时访问两个或更多不同的共享资源，而每个资源又都由不同的互斥量管理。当超过一个线程加锁同一组互斥量时，就有可能发生死锁，比如下面的例子。

两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺共享资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。

产生死锁的几种场景：忘记释放锁；重复加锁(比如一个a函数加锁M，函数中调用b函数也加锁M)；多进程多锁，抢占锁资源，比如下面这个图。

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当有一个线程已经持有互斥锁时，互斥锁将所有试图进入临界区的线程都阻塞住。但是考虑一种情形，当前持有互斥锁的线程只是要读访问共享资源，而同时有其它几个线程也想读取这个共享资源，但是由于互斥锁的排它性，所有其它线程都无法获取锁，也就无法读访问共享资源了，但是实际上多个线程同时读访问共享资源并不会导致问题。

在对数据的读写操作中，更多的是读操作，写操作较少，例如对数据库数据的读写应用。为了满足当前能够允许多个读出，但只允许一个写入的需求，线程提供了读写锁来实现。

读写锁的特点：

  • 如果有其它线程读数据，则允许其它线程执行读操作，但不允许写操作。
  • 如果有其它线程写数据，则其它线程都不允许读、写操作。
  • 写是独占的，写的优先级高。

读写锁相关操作函数：

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//读写锁的类型 pthread_rwlock_t
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

读写锁的例子，读的时候不会阻塞，可以并发执行

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/*
    读写锁的类型 pthread_rwlock_t
    int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
    int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

    案例：8个线程操作同一个全局变量。
    3个线程不定时写这个全局变量，5个线程不定时的读这个全局变量
*/

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

// 创建一个共享数据
int num = 1;
// pthread_mutex_t mutex;
pthread_rwlock_t rwlock;

void * writeNum(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        num++;
        printf("++write, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * readNum(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("===read, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

int main() {

   pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

    // 创建3个写线程，5个读线程
    pthread_t wtids[3], rtids[5];
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        pthread_create(&wtids[i], NULL, writeNum, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&rtids[i], NULL, readNum, NULL);
    }

    // 设置线程分离
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        pthread_detach(wtids[i]);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(rtids[i]);
    }
    pthread_exit(NULL);
    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    return 0;
}

生产者，消费者模型：包括生产者，消费者和容器

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程序出现段错误，核心已转储这种类似的问题是，可以通过查看core文件寻找错误。

首先ulimit -a查看信息，将core文件的大小设置为非0；然后重新编译程序，编译时加上-g；最后通过gdb输入core-file core可以查看错误信息。

条件变量：pthread_cond_t,某个条件满足后阻塞线程，或者某个条件满足后解除阻塞。配合互斥量使用，维持线程同步，条件变量不能解决数据量混乱的问题，互斥量才可以。

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//条件变量的类型 pthread_cond_t
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict abstime);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

生产者消费者结合条件变量的实现

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/*
    生产者消费者模型（粗略的版本）
*/

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

//解决同步问题，创建互斥量
pthread_mutex_t mutex;
//创建条件变量
pthread_cond_t cond;
struct Node{
    int num;
    struct Node* next;
};

//头节点
struct Node* head = NULL;


void * producer(void *arg){
    //不断创建新的节点添加到链表中
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node *newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head; //使用头插法添加数据
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000; //产生随机数
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        //只要生产了一个，就通知消费者消费
        pthread_cond_signal(&cond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(100);
    }
    return NULL;
}
void * customer(void *arg){
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * tmp = head;
        //判断有没有数据
        if(head != NULL)
        {
        //有数据
        head = head->next;
        printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
        free(tmp);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(100);
        }else{
            //没有数据，需要等待互斥量
            //重要! 当这个函数调用阻塞的时候，会对互斥锁进行解锁，让生产者拿到锁继续执行；当不阻塞的，继续向下执行，会重新加锁。
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    }
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);
    //创建5个生产者，5个消费者线程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1)
    {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

信号量：用于阻塞线程，和条件变量的作用差不多，但是岂有可用和不可用两种状态。是在多线程环境下使用的一种设施，是可以用来保证两个或多个关键代码段不被并发调用。在进入一个关键代码段之前，线程必须获取一个信号量；一旦该关键代码段完成了，那么该线程必须释放信号量。其它想进入该关键代码段的线程必须等待直到第一个线程释放信号量。

在停车场系统中，车位是公共资源，每辆车好比一个线程，看门人起的就是信号量的作用。

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//信号量的类型 sem_t
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
int sem_destroy(sem_t *sem);
int sem_wait(sem_t *sem);
int sem_trywait(sem_t *sem);
int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
int sem_post(sem_t *sem);
int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);

信号量实现生产者消费者模型：

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/*
    信号量的类型 sem_t
    int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
        - 初始化信号量
        - 参数：
            - sem : 信号量变量的地址
            - pshared : 0 用在线程间 ，非0 用在进程间
            - value : 信号量中的值

    int sem_destroy(sem_t *sem);
        - 释放资源

    int sem_wait(sem_t *sem);
        - 对信号量加锁，调用一次对信号量的值-1，如果值为0，就阻塞

    int sem_trywait(sem_t *sem);

    int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
    int sem_post(sem_t *sem);
        - 对信号量解锁，调用一次对信号量的值+1

    int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);

    sem_t psem;
    sem_t csem;
    init(psem, 0, 8);
    init(csem, 0, 0);

    producer() {
        sem_wait(&psem);
        sem_post(&csem)
    }

    customer() {
        sem_wait(&csem);
        sem_post(&psem)
    }

*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>

//解决同步问题，创建互斥量
pthread_mutex_t mutex;
//创建两个信号量
sem_t psem;
sem_t csem;

struct Node{
    int num;
    struct Node* next;
};

//头节点
struct Node* head = NULL;


void * producer(void *arg){
    //不断创建新的节点添加到链表中
    while(1){
        sem_wait(&psem);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node *newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head; //使用头插法添加数据
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000; //产生随机数
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        //只要生产了一个，就通知消费者消费
        
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&csem);
        
    }
    return NULL;
}
void * customer(void *arg){
    while(1){
        sem_wait(&csem);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * tmp = head;
        //判断有没有数据
        //有数据
        head = head->next;
        printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
        free(tmp);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sem_post(&psem);
        
    }
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    sem_init(&psem, 0, 8);
    sem_init(&csem, 0, 0);
    //创建5个生产者，5个消费者线程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1)
    {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

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    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

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这一定是一个<br><br>很长很长的一生啊