聊聊pthread_cond_wait的虚假唤醒

使用条件变量时，仅仅从pthread_cond_wait返回就说条件成立是不恰当的。我们正确使用pthread_cond_wait的唯一方式是当线程被从pthread_cond_wait唤醒时，再检查一下我们等待的条件（pthread_cond_wait的返回使得我们再次获得mutex，这时我们可以讲，我们拥有绝对的对等待条件的访问权，我们对其状态拥有绝对自信）

我看到有人把POSIX对pthread_cond_signal实现的约束（详见apue page334）作为从pthread_cond_wait返回必须进行变量值检查的原因，这不够准确，根本原因只有一个，只有当前线程获取到了被保护变量的mutex才能对被保护变量的值做推论。

为了更好的说明问题，假设有这样一个应用场景：我们使用线程A，B来消费一个值，线程C用于生产这个值，生产后就广播A与B，主线程等待他们。

 #include<stdio.h>
 #include<pthread.h>
 #include<stdlib.h>
 #include<unistd.h>
 #include<errno.h>
 #include<assert.h>
 #include<signal.h>

 pthread_mutex_t mutex =PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

 volatile int value = ;

 pthread_t tid;
 pthread_t tid2;
 pthread_t tid3;

 void* thread_func(void* arg) {
     pthread_mutex_lock(&mutex);

     if ( == value) {
         pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
     }
     printf("the thread_func is finished value = %d\n", value);
     value = ;
     pthread_mutex_unlock(&mutex);
 }

 void* thread_func3(void* arg) {
     pthread_mutex_lock(&mutex);

     if ( == value) {
         pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
     }
     printf("the thread_func3 is finished value = %d\n", value);
     value = ;
     pthread_mutex_unlock(&mutex);
 }

 void* thread_func2(void* arg) {
     pthread_mutex_lock(&mutex);
     value = ;
     pthread_cond_broadcast(&cond);
     printf("the thread_func2 is finished value = %d\n", value);
     pthread_mutex_unlock(&mutex);
 }

 int
 main(int argc, char* argv[])
 {
 //    pthread_attr_t attr;
 //    assert(0 == pthread_attr_init(&attr));
 //    pthread_create(&tid2, NULL, thread_func2, NULL);
 //    pthread_join(tid2, NULL);
 //    printf("thread id = %ld\n", tid);
 //    printf("thread2 id = %ld\n", tid2);
 //    printf("thread3 id = %ld\n", tid3);
 //    printf("---------keep going---------\n");
 //    pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
 //    pthread_create(&tid3, NULL, thread_func3, NULL);
 //    pthread_join(tid, NULL);
 //    pthread_join(tid3, NULL);
 //    pthread_cond_destroy(&cond);

     pthread_attr_t attr;
     assert( == pthread_attr_init(&attr));
     pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
     pthread_create(&tid3, NULL, thread_func3, NULL);
     sleep();
     printf("thread id = %ld\n", tid);
     printf("thread3 id = %ld\n", tid3);
     printf("make sure the thread and thread3 is created\n");

     pthread_create(&tid2, NULL, thread_func2, NULL);
     pthread_join(tid2, NULL);
     pthread_join(tid, NULL);
     pthread_join(tid3, NULL);
     pthread_cond_destroy(&cond);
     pthread_attr_destroy(&attr);

 }

程序中需要注意line70，为了使得pthread_cond_broadcast成功，这里被动等待了5s，其它的都没啥说的。

我们假设thread_func收到广播后先执行，thread_func持有mutex，所以thread_func3在从pthread_cond_wait这里返回就是失败的，虽然收到了广播，但是它压根拿不到mutex。

等到thread_fucnc释放mutex后，thread_func3开始执行，这时value的值已经不是thread_func3被通知时的值了（这个例子比较极端）。所以我们在从pthread_cond_wait返回后需要再验证我们等待的value是否是期望的值。

那我们再进一步，thread_func3从pthread_cond_wait返回后再加个if判断不就行了吗？？？代码如下：

...
//in the thread_func3
if( == value) {
    pthread_cond_wait();
}
if( == value) {
    pthread_cond_wait();
}
...

那如果又发生了thread_func抢先消费掉value的情况呢？是不是又需要判断一次value，如此往复，当然写成这样才是唯一解了：

while( == value) {
     pthread_cond_wait();
}

好了，谢谢各位的阅读。恳请批评指正！