#include <pthread.h>

互斥锁：

pthread_mutex_t mutex;   //互斥锁变量pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //互斥锁初始化pthread_mutex_lock(&mutex);  //上锁pthread_mutex_unlock(&mutex); //解锁pthread_mutex_destroy(&mutex); //销毁

作用：

保护临界区，

同一时刻只允许一个线程操作共享数据。

条件变量：

pthread_cond_t cond;   pthread_cond_init(&cond, NULL);  //等待通知初始化pthread_cond_wait(&cond, &mutex);  //等待通知线程pthread_cond_signal(&cond);  //通知单个线程pthread_cond_broadcast(&cond);  //通知所有线程pthread_cond_destroy(&cond);

作用：

A线程等待条件成立 （消费者）

B线程条件满足后发通知 （生产者）

代码演示：单缓冲生产者消费者

功能说明： 模拟一个设备采集线程每秒产生一帧数据，处理线程收到后进行处理。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <unistd.h>#include <string.h>/* * 模拟一帧图像数据 * 实际项目里可能是一块图像buffer、传感器采样值、音频帧等 */typedef struct {    int frame_id;            // 帧号    char payload[64];        // 模拟数据内容} Frame;/* 共享缓冲区：采集线程写，处理线程读 */static Frame g_frame;/* 标记缓冲区里是否有新数据 * 0: 没有新数据 * 1: 有新数据等待处理 */static int g_has_new_frame = 0;/* 互斥锁：保护共享变量 g_frame 和 g_has_new_frame */static pthread_mutex_t g_mutex;/* 条件变量：用于“通知有新数据了” */static pthread_cond_t g_cond;/* * 采集线程：模拟摄像头/传感器采集数据 */void *capture_thread(void *arg){    int i;for (i = 1; i <= 5; i++) {        sleep(1);  // 模拟采集耗时        pthread_mutex_lock(&g_mutex);        /*         * 如果上一帧还没被处理，这里简单等待         * 实际项目中也可以选择覆盖旧帧，取决于业务需求         */while (g_has_new_frame == 1) {            pthread_mutex_unlock(&g_mutex);            usleep(1000);  // 稍等1ms，避免纯忙等太激进            pthread_mutex_lock(&g_mutex);        }        /* 写入新数据 */        g_frame.frame_id = i;        snprintf(g_frame.payload, sizeof(g_frame.payload),"frame_data_%d", i);        g_has_new_frame = 1;printf("[capture] produce frame_id=%d, payload=%s\n",               g_frame.frame_id, g_frame.payload);        /* 通知处理线程：有新数据了 */        pthread_cond_signal(&g_cond);        pthread_mutex_unlock(&g_mutex);    }return NULL;}/* * 处理线程：等待新帧到来，然后消费 */void *process_thread(void *arg){    int count = 0;while (count < 5) {        pthread_mutex_lock(&g_mutex);        /*         * 这里必须用 while，不能用 if         * 原因：         * 1. 条件变量可能“虚假唤醒”         * 2. 被唤醒时条件未必还成立         */while (g_has_new_frame == 0) {            pthread_cond_wait(&g_cond, &g_mutex);        }        /* 取出共享数据 */        Frame local_frame;        memcpy(&local_frame, &g_frame, sizeof(Frame));        /* 标记这帧已经被消费 */        g_has_new_frame = 0;        pthread_mutex_unlock(&g_mutex);        /* 在锁外处理，减少锁占用时间 */printf("[process] consume frame_id=%d, payload=%s\n",               local_frame.frame_id, local_frame.payload);        count++;    }return NULL;}int main(void){    pthread_t tid_capture;    pthread_t tid_process;    pthread_mutex_init(&g_mutex, NULL);    pthread_cond_init(&g_cond, NULL);    pthread_create(&tid_capture, NULL, capture_thread, NULL);    pthread_create(&tid_process, NULL, process_thread, NULL);    pthread_join(tid_capture, NULL);    pthread_join(tid_process, NULL);    pthread_mutex_destroy(&g_mutex);    pthread_cond_destroy(&g_cond);return 0;}

编译：

gcc test.c -o test -lpthread

运行：

tammy@ubuntu:~/cprogramer/thread_pro$ gcc 01_mutex_cond.c -o 01_mutex_cond -lpthreadtammy@ubuntu:~/cprogramer/thread_pro$ ls01_mutex_cond  01_mutex_cond.ctammy@ubuntu:~/cprogramer/thread_pro$ ./01_mutex_cond[capture] produce frame_id=1, payload=frame_data_1[process] consume frame_id=1, payload=frame_data_1[capture] produce frame_id=2, payload=frame_data_2[process] consume frame_id=2, payload=frame_data_2[capture] produce frame_id=3, payload=frame_data_3[process] consume frame_id=3, payload=frame_data_3[capture] produce frame_id=4, payload=frame_data_4[process] consume frame_id=4, payload=frame_data_4[capture] produce frame_id=5, payload=frame_data_5[process] consume frame_id=5, payload=frame_data_5