生产者与消费者问题 及 条件变量
什么是生产者和消费者模型
生产者，顾名思义就是生产东西的人，而消费者就消费的人。在系统中，假设有一块内存，生产者要向内存中放数据，而消费者要从内存区域中拿数据。这片内存区域可以被所有的线程访问，所以这片内存区域就是临界资源，而在对临界区的访问时，要保证不会出错，必须每次对临界区的访问是互斥的。所以当有许多生产者消费者时，每次只能有一个生产者放数据，也只能有一个消费者拿数据，也就是说该内存区域每次只能被一个线程访问。因此，生产者与生产者之间存在着互斥的关系，而消费者与消费者之间也是互斥的关系，在消费者和生产者之间也存在互斥的关系。除此之外，生产者和消费者之间还有一种关系，我们讲在该内存区域中，生产者向其中放数据，消费者拿数据。但当消费者把其中的数据拿完之后，消费者可能会不断的获得锁释放锁，造成生产者的饥饿问题，所以必须要保持两者之间的同步，让两者之间要按照特定的顺序访问。
当存放的数据为满时，生产者必须等待到可以有一个位置存放数据。当存放数据的位置为空时，消费者必须等待有一个位置已经有数据。而为了解决这些问题要使用条件
变量。
三种关系
- 消费者与消费者之间 互斥关系
- 生产者与生产者之间 互斥关系
- 生产者与消费者之间 互斥同步关系
条件变量
条件变量是为了解决同步的问题。
加入当生产者因为存放数据的区域已经满了，从而要等待有空位时才开始放，但是生产者并不知道何时有空位，因此必须要被通知，可以放数据。条件变量解决了 让生产消费者进行等待，和被唤醒的机制，以此来实现同步。
条件变量中提供了几个函数来完成这些操作
条件变量的初始化
pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict, const pthread_condattr_t *restrict attr)
cond: 要初始化的条件变量
attr:属性设置为空
条件变量的销毁
pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)
等待条件变量的满足
pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex)
cond:在该条件变量上进行等待
mutex:互斥量
条件变量必须要和互斥锁一起使用，当等待条件变量时，必须先要释放锁（否则会导致，其他的线程无法使用锁，造成死锁），等从等待的条件变量返回时，必须要先获得锁。
唤醒等待
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond)
//唤醒所有在该条件变量下等待的所有线程
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond)
//唤醒该条件变量下的一个线程，等待队列中的第一个线程
pthread_cond_t 和 pthread_mutex_t
都在其内部维持了一个等待队列，来存放等待的线程
为什么在pthread_cond_wait中需要互斥量？
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一个线程当在条件不满足时，会陷入等待，而条件变量的等待，必须由其他的线程唤醒，否则会无限期的等待下去。而条件状态不会自己变化，必须由其他线程进行改变，从而使条件满足，并唤醒等待线程。而能被多个线程的看到并访问的为共享变量，对于共享变量的访问，我们必须要使用互斥锁来保护其正确性和安全性。
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如果解锁和等待不是一个原子的操作，线程可能会在解完锁，将要进行等待的时候被切换下去，从而可能会错过其他线程发送的唤醒信号，导致该线程无限期阻塞。
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因为在等待时会先进行解锁，而在被唤醒后会立即获得锁，这些操作都是原子性的操作
一般的使用规范
pthread_mutex_lock(&lock);
while(条件不满足) //函数可能会调用失败，所以使用while进行二次检测
pthread_cond_wait(cond , mutex);
//操作
pthread_mutex_unlock(&lock);