23.4 条件等待与通知

条件等待原语用于在线程之间传递“状态已经满足”的信号。它总是与互斥量配合使用：互斥量保护状态检查，条件对象负责阻塞与唤醒。

下文示例同样基于 <threads.h>；若你的实现缺少该接口，可按相同状态协议改写到平台并发库。

1. 典型模式

等待方必须在循环中检查条件，而不是只用一次 if。这是为了处理虚假唤醒，以及多个线程竞争同一状态时的重新判定。

#include <stdio.h>
#include <threads.h>

static mtx_t lock;
static cnd_t cond;
static int ready = 0;

int producer(void *arg) {
    (void)arg;

    mtx_lock(&lock);
    ready = 1;
    cnd_signal(&cond);
    mtx_unlock(&lock);
    return 0;
}

int consumer(void *arg) {
    (void)arg;

    mtx_lock(&lock);
    while (!ready) {
        cnd_wait(&cond, &lock);
    }
    puts("consumer: ready");
    mtx_unlock(&lock);
    return 0;
}

int main(void) {
    thrd_t t1, t2;

    mtx_init(&lock, mtx_plain);
    cnd_init(&cond);
    thrd_create(&t1, consumer, NULL);
    thrd_create(&t2, producer, NULL);
    thrd_join(t1, NULL);
    thrd_join(t2, NULL);
    cnd_destroy(&cond);
    mtx_destroy(&lock);
    return 0;
}

线程与同步对象均创建成功时，输出为：

bash

consumer: ready

2. signal 与 broadcast

cnd_signal 唤醒一个等待线程，cnd_broadcast 唤醒全部等待线程。若条件满足后可能有多个线程都应继续执行，使用 broadcast 更合适。

3. wait 的锁语义

cnd_wait 的关键语义是“原子地释放互斥量并进入等待，被唤醒后再重新获取互斥量返回”。这保证了等待方不会错过状态变化与通知之间的窗口。也正因为返回时锁已重新持有，等待方应先更新或读取受保护状态，再决定是继续等待还是退出循环。

4. 状态优先于通知

条件对象传递的是“可能可继续”的信号，而不是状态本身。真正的判断依据始终是受互斥量保护的状态对象，所以等待条件必须写成循环判定。只要把“先改状态、再通知；被唤醒后先查状态”这条顺序保持一致，条件等待模型就会稳定很多。