條件變量是一種在並發編程中常用的同步原語。是一種通知機制，一個線程需要某種條件成立后，才能繼續執行，如果條件不成立則阻塞等待條件成立，是wait端；另外的線程則是執行某些操作后，使條件成立，然后喚醒等待線程，是signal/broadcast端。
wait端的使用方式：
- 由於條件會被wait線程讀取，被signal/broadcast線程修改，即寫入。為了防止出現競爭，需要和mutex一起使用，使用mutex來保護條件。
- 在mutex已經鎖住的情況下，才能調用wait。
- 由於spurious wakeup（虛假喚醒）的原因，wait函數返回並不代表條件已經成立，在wait函數返回后，需要再次判斷條件是否成立。因此需要將wai調用放到while循環中。
wait端檢測到條件不成立時，可以調用以下兩個函數進行等待。
1 int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, 2 pthread_mutex_t *restrict mutex, 3 const struct timespec *restrict abstime); 4 int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, 5 pthread_mutex_t *restrict mutex);
這兩個函數的區別是，第一個函數可以設置超時時間。這里主要說明第一函數的使用方法和我遇到的問題。timespec指定的是超時時刻的絕對時間，而不是相對時間，因此需要先獲取當前時間，然后加上需要等待的時間才能得到用於設置的時間，當前時間通過gettimeofday獲取。為簡化操作，這里把這些操作封裝為一個函數，用於設置以毫秒為單位的相對超時時間。我第一次寫的獲取絕對時間的函數如下：
1 void get_abstime_wait(int microseconds, struct timespec *abstime) 2 { 3 struct timeval tv; 4 int absmsec; 5 gettimeofday(&tv, NULL); 6 absmsec = tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000; 7 absmsec += microseconds; 8
9 abstime->tv_sec = absmsec / 1000; 10 abstime->tv_nsec = absmsec % 1000 * 1000000; 11 }
第一個參數指定超時的相對時間，比如傳500，表示500毫秒后超時。但是這樣寫幾乎肯定使wait端線程進入busy loop狀態。因為這些計算的中間結果，超出了int類型的表示范圍，溢出了。添加打印后會發現abstime->tv_sec是一個很小的值，因此調用pthread_cond_timedwait后，立即就超時返回了。因此正確的寫法是使用long long來保存結果，long long 類型在linux上是64位的，因此肯定不會溢出。
1 void get_abstime_wait(int microseconds, struct timespec *abstime) 2 { 3 struct timeval tv; 4 long long absmsec; 5 gettimeofday(&tv, NULL); 6 absmsec = tv.tv_sec * 1000ll + tv.tv_usec / 1000ll; 7 absmsec += microseconds; 8
9 abstime->tv_sec = absmsec / 1000ll; 10 abstime->tv_nsec = absmsec % 1000ll * 1000000ll; 11 }
使用pthread_cond_timedwait過程中遇到的另一個奇葩問題是，當時間被設置為1970年以前時，超時機制也會出問題。我的工作是搞嵌入式開發，遇到過一台設備的時鍾芯片壞掉后，獲取出來的時間有問題，導致時間被設置成了1970年以前，這竟然導致pthread_cond_timedwait長眠不醒。本來打算在ubuntu上重現一下，結果系統不讓設置1970年以前的時間了，也許已經不支持1970年以前的時間了吧，就先不管了。如果那位大神知道怎么回事，麻煩通知小弟一聲，小弟不甚感激。