一、线程概述

1、线程概念

        与进程(process）类似，线程(thread)是允许应用程序并发执行多个任务的一种机制。一个进程可以包含多个线程。同一个程序中的所有线程均会独立执行相同程序，且共享同一份全局内存区域，其中包括初始化数据段、未初始化数据段，以及堆内存段。(传统意义上的 UNIX进程只是多线程程序的一个特例,该进程只包含一个线程)
        进程是 CPU 分配资源的最小单位，线程是操作系统调度执行的最小单位。
        线程是轻量级的进程（LWP: Light weight Process)，在 Linux 环境下线程的本质仍是进程。
        查看指定进程的 LWP 号：ps -Lf pid

2、线程和进程的区别

        进程间的信息难以共享。由于除去只读代码段外，父子进程并未共享内存，因此必须采用一些进程间通信方式，在进程间进行信息交换。
        调用fork()来创建进程的代价相对较高，即便利用写时复制技术，仍热需要复制诸如内存页表和文件描述符表之类的多种进程属性，这意味着fork()调用在时间上的开销依然不菲。
        线程之间能够方便、快速地共享信息。只需将数据复制到共享(全局或堆）变量中即可。创建线程比创建进程通常要快 10 倍甚至更多。线程间是共享虚拟地址空间的无需采用写时复制来复制内存，也无需复制页表。

3、线程之间共享和非共享资源

（1）共享资源

        进程ID和父进程ID

        进程组ID和会话ID

        用户ID和用户组工D

        文件描述符表、信号处置

        文件系统的相关信息：文件权限掩码(umask) 和当前工作目录

        虚拟地址空间(除栈、.text)

（2）非共享资源

        线程ID

        信号掩码

        线程特有数据

        error变量

        实时调度策略和优先级

        栈，本地变量和函数的调用链接信息

二、线程相关函数

pthread_t pthread_self(void);
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,void * (*start_routine) (void * ), void *arg);
void pthread_exit (void *retval);
int pthread_join(pthread_t thread,void * *retval);
int pthread_detach (pthread_t thread);
int pthread_cancel(pthread_t thread);

1、线程创建

（1）线程创建函数 pthread_create 详解

一般情况下,main函数所在的线程我们称之为主线程（main线程），其余创建的线程
称之为子线程。
程序中默认只有一个进程，fork()函数调用，2进行
程序中默认只有一个线程，pthread_create()函数调用，2个线程。

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, 
void *(*start_routine) (void *), void *arg);

    - 功能：创建一个子线程
    - 参数：
        - thread：传出参数，线程创建成功后，子线程的线程ID被写到该变量中。
        - attr : 设置线程的属性，一般使用默认值，NULL
        - start_routine : 函数指针，这个函数是子线程需要处理的逻辑代码
        - arg : 给第三个参数使用，传参
    - 返回值：
        成功：0
        失败：返回错误号。这个错误号和之前errno不太一样。
        获取错误号的信息：  char * strerror(int errnum);

（2）线程创建函数 pthread_create 案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("child thread...\n");
    printf("arg value: %d\n", *(int *)arg);
    return NULL;
}

int main() {

    pthread_t tid;

    int num = 10;

    // 创建一个子线程
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, (void *)&num);

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    } 

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    sleep(1);

    return 0;   // exit(0);
}

2、线程终止

（1）线程终止函数 pthread_exit 详解

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
    功能：终止一个线程，在哪个线程中调用，就表示终止哪个线程
    参数：
        retval:需要传递一个指针，作为一个返回值，可以在pthread_join()中获取到。

pthread_t pthread_self(void);
    功能：获取当前的线程的线程ID

int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);
    功能：比较两个线程ID是否相等
    不同的操作系统，pthread_t类型的实现不一样，有的是无符号的长整型，有的
    是使用结构体去实现的。

 （2）线程终止函数 pthread_exit 案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("child thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;    // pthread_exit(NULL);
} 

int main() {

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    }

    // 主线程，和父子进程一样，主线程和子线程也是交替执行
    for(int i = 0; i < 1000; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid ,pthread_self());

    // 让主线程退出,当主线程退出时，不会影响其他正常运行的线程。
    pthread_exit(NULL);

    printf("main thread exit\n");          //主线程推出后，其后面的内容便不再执行

    return 0;   // exit(0);
}

3、连接已终止线程

（1） 连接已终止线程函数 pthread_join 详解

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
    - 功能：和一个已经终止的线程进行连接
            回收子线程的资源
            这个函数是阻塞函数，调用一次只能回收一个子线程
            一般在主线程中使用
    - 参数：
        - thread：需要回收的子线程的ID
        - retval: 接收子线程退出时的返回值
    - 返回值：
        0 : 成功
        非0 : 失败，返回的错误号

（2） 连接已终止线程函数 pthread_join 案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int value = 10;

void * callback(void * arg) {
    printf("child thread id : %ld\n", pthread_self());
    // sleep(3);
    // return NULL; 
    // int value = 10; // 局部变量
    pthread_exit((void *)&value);   // return (void *)&value;
} 

int main() {

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    }

    // 主线程
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid ,pthread_self());

    // 主线程调用pthread_join()回收子线程的资源
    int * thread_retval;

    //子线程结束后才会调用，也即阻塞
    ret = pthread_join(tid, (void **)&thread_retval);

    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error : %s\n", errstr);
    }

    printf("exit data : %d\n", *thread_retval);

    printf("回收子线程资源成功！\n");

    // 让主线程退出,当主线程退出时，不会影响其他正常运行的线程。
    pthread_exit(NULL);

    return 0; 
}

 4、分离线程

（1）分离线程函数 pthread_detach 详解 

#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t thread);
    - 功能：分离一个线程。被分离的线程在终止的时候，会自动释放资源返回给系统。
        1.不能多次分离，会产生不可预料的行为。
        2.不能去连接一个已经分离的线程，会报错。
    - 参数：需要分离的线程的ID
    - 返回值：
        成功：0
        失败：返回错误号

 （2）分离线程函数 pthread_detach 案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;
}

int main() {

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 输出主线程和子线程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());

    // 设置子线程分离,子线程分离后，子线程结束时对应的资源就不需要主线程释放
    ret = pthread_detach(tid);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error2 : %s\n", errstr);
    }

    // 设置分离后，对分离的子线程进行连接 pthread_join()
    // ret = pthread_join(tid, NULL);
    // if(ret != 0) {
    //     char * errstr = strerror(ret);
    //     printf("error3 : %s\n", errstr);
    // }

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

5、线程取消

 （1）线程取消函数 pthread_cancel 详解

#include <pthread.h>
int pthread_cancel(pthread_t thread);
    - 功能：取消线程（让线程终止）
        取消某个线程，可以终止某个线程的运行，
        但是并不是立马终止，而是当子线程执行到一个取消点，线程才会终止。
        取消点：系统规定好的一些系统调用，我们可以粗略的理解为从用户区到内核区的切换，这个位置称之为取消点。

（2）线程取消函数 pthread_cancel 案例 

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("child : %d\n", i);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    
    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, NULL, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 取消线程
    pthread_cancel(tid);

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

    // 输出主线程和子线程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());

    
    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

三、线程属性 

1、线程属性相关函数

int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
    - 初始化线程属性变量

int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
    - 释放线程属性的资源

int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate);
    - 获取线程分离的状态属性

int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
    - 设置线程分离的状态属性

2、线程属性相关函数案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void * callback(void * arg) {
    printf("chid thread id : %ld\n", pthread_self());
    return NULL;
}

int main() {

    // 创建一个线程属性变量
    pthread_attr_t attr;
    
    // 初始化属性变量
    pthread_attr_init(&attr);

    // 设置属性
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    // 创建一个子线程
    pthread_t tid;

    int ret = pthread_create(&tid, &attr, callback, NULL);
    if(ret != 0) {
        char * errstr = strerror(ret);
        printf("error1 : %s\n", errstr);
    }

    // 获取线程的栈的大小
    size_t size;
    pthread_attr_getstacksize(&attr, &size);
    printf("thread stack size : %ld\n", size);

    // 输出主线程和子线程的id
    printf("tid : %ld, main thread id : %ld\n", tid, pthread_self());

    // 释放线程属性资源
    pthread_attr_destroy(&attr);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

四、线程同步

（1）线程同步

        线程同步的几种方式：互斥锁、死锁、读写锁；

        线程的主要优势在于，能够通过全局变量来共享信息。不过，这种便捷的共享是有代价的：必须确保多个线程不会同时修改同一变量，或者某一线程不会读取正在由其他线程修改的变量。

        临界区是指访问某一共享资源的代码片段，并且这段代码的执行应为原子操作（即当前线程没有把整个流程执行一遍时，别的线程不能抢占资源），也就是同时访问同一共享资源的其他线程不应终端该片段的执行。

        线程同步：即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作，而其他线程则处于等待状态。

（2）线程同步案例

/*
    主线程不干活，创建多个线程，并发执行某一件事 。
    使用多线程实现买票的案例。
    有3个窗口，一共是100张票。
*/

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// 全局变量，所有的线程都共享这一份资源。
int tickets = 100;

void * sellticket(void * arg) {
    // 卖票
    while(tickets > 0) {
        usleep(6000);
        printf("%ld 正在卖第 %d 张门票\n", pthread_self(), tickets);
        tickets--;
    }
    /*
        同一个线程必须把下列三行代码执行一遍，另一个线程才能抢占
        usleep(6000);
        printf("%ld 正在卖第 %d 张门票\n", pthread_self(), tickets);
        tickets--;
    */
    return NULL;
}

int main() {

    // 创建3个子线程
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    // 回收子线程的资源,阻塞
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    // 设置线程分离。
    // pthread_detach(tid1);
    // pthread_detach(tid2);
    // pthread_detach(tid3);

    pthread_exit(NULL); // 退出主线程

    return 0;
}

说明：同一个线程必须把整个流程执行一遍，另一个线程才能抢占；上述案例中多个线程同时操作了共享数据；

五、互斥锁/互斥量

1、互斥量

（1）为避免线程更新共享变量时出现问题，可以使用互斥量(mutex是mutual exclusion的缩写）来确保同时仅有一个线程可以访问某项共享资源。可以使用互斥量来保证对任意共享资源的原子访问。

（2）互斥量有两种状态：已锁定(locked)和未锁定(unlocked)。任何时候至多只有一个线程可以锁定该互斥量。试图对已经锁定的某一互斥量再次加锁，将可能阻塞线程或者报错失败，具体取决于加锁时使用的方法。

（3）一旦线程锁定互斥量，随即成为该互斥量的所有者，只有所有者才能给互斥量解锁。一般情况下，对每一共享资源（可能由多个相关变量组成）会使用不同的互斥量，每一线程在访问同一资源时将采用如下协议：

        针对共享资源锁定互斥量

        访问共享资源

        对互斥量解锁

（4）如果多个线程试图执行这一块代码（一个临界区)，事实上只有一个线程能够持有该互斥量(其他线程将遭到阻塞)，即同时只有一个线程能够进入这段代码区域，如下图所示：

 2、互斥量相关操作函数

互斥量的类型 pthread_mutex_t
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
    - 初始化互斥量
    - 参数 ：
        - mutex ： 需要初始化的互斥量变量
        - attr ： 互斥量相关的属性，NULL
    - restrict : C语言的修饰符，被修饰的指针，不能由另外的一个指针进行操作。
        pthread_mutex_t *restrict mutex = xxx;
        pthread_mutex_t * mutex1 = mutex;

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
    - 释放互斥量的资源

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
    - 加锁，阻塞的，如果有一个线程加锁了，那么其他的线程只能阻塞等待

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
    - 尝试加锁，如果加锁失败，不会阻塞，会直接返回。

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
    - 解锁

3、互斥锁的相关案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// 全局变量，所有的线程都共享这一份资源。
int tickets = 1000;

// 创建一个互斥量
pthread_mutex_t mutex;

void * sellticket(void * arg) {

    // 卖票
    while(1) {

        // 加锁
        pthread_mutex_lock(&mutex);

        if(tickets > 0) {
            usleep(6000);
            printf("%ld 正在卖第 %d 张门票\n", pthread_self(), tickets);
            tickets--;
        }else {
            // 解锁
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            break;
        }

        // 解锁
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    

    return NULL;
}

int main() {

    // 初始化互斥量
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 创建3个子线程
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    pthread_create(&tid1, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, sellticket, NULL);
    pthread_create(&tid3, NULL, sellticket, NULL);

    // 回收子线程的资源,阻塞
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);

    pthread_exit(NULL); // 退出主线程

    // 释放互斥量资源
    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    return 0;
}

六、死锁

1、死锁

2、死锁案例 

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// 创建2个互斥量
pthread_mutex_t mutex1, mutex2;

void * workA(void * arg) {

    pthread_mutex_lock(&mutex1);
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&mutex2);

    printf("workA....\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex2);
    pthread_mutex_unlock(&mutex1);
    return NULL;
}


void * workB(void * arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex2);
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&mutex1);

    printf("workB....\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex1);
    pthread_mutex_unlock(&mutex2);

    return NULL;
}

int main() {

    // 初始化互斥量
    pthread_mutex_init(&mutex1, NULL);
    pthread_mutex_init(&mutex2, NULL);

    // 创建2个子线程
    pthread_t tid1, tid2;
    pthread_create(&tid1, NULL, workA, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, workB, NULL);

    // 回收子线程资源
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);

    // 释放互斥量资源
    pthread_mutex_destroy(&mutex1);
    pthread_mutex_destroy(&mutex2);

    return 0;
}

七、读写锁

1、读写锁

        当有一个线程已经持有互斥锁时，互斥锁将所有试图进入临界区的线程都阻塞住。但是考虑一种情形，当前持有互斥锁的线程只是要读访问共享资源，而同时有其它几个线程也想读取这个共享资源，但是由于互斥锁的排它性，所有其它线程都无法获取锁，也就无法读访问共享资源了，但是实际上多个线程同时读访问共享资源并不会导致问题。

        在对数据的读写操作中，更多的是读操作，写操作较少。例如对数据库数据的读写应用。为了满足当前能够允许多个读出，但只允许一个写入的需求，线程提供了读写锁来实现。读写锁的特点：
        （1）如果有其它线程读数据，则允许其它线程执行读操作，但不允许写操作。

        （2）如果有其它线程写数据，则其它线程都不允许读、写操作。

        （3）写是独占的，写的优先级高。

2、读写锁相关操作函数

读写锁的类型 pthread_rwlock_t
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

案例：8个线程操作同一个全局变量。
3个线程不定时写这个全局变量，5个线程不定时的读这个全局变量
（当读线程多于写线程时可以考虑读写锁）

3、读写锁相关案例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// 创建一个共享数据
int num = 1;
// pthread_mutex_t mutex;
pthread_rwlock_t rwlock;

void * writeNum(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        num++;
        printf("++write, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * readNum(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("===read, tid : %ld, num : %d\n", pthread_self(), num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

int main() {

    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

    // 创建3个写线程，5个读线程
    pthread_t wtids[3], rtids[5];
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        pthread_create(&wtids[i], NULL, writeNum, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&rtids[i], NULL, readNum, NULL);
    }

    // 设置线程分离
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
       pthread_detach(wtids[i]);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
         pthread_detach(rtids[i]);
    }

    pthread_exit(NULL);

    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);

    return 0;
}

 说明：多线程只读时，读写锁比互斥锁高效；

八、生产者消费者模型

1、生产者消费者模型中的对象

        对象：生产者、消费者、容器；生产者和消费者都可以有多个；

 2、生产者消费者模型案例

/*
    生产者消费者模型（粗略的版本）
*/
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 创建一个互斥量
pthread_mutex_t mutex;

struct Node{
    int num;
    struct Node *next;
};

// 头结点
struct Node * head = NULL;

void * producer(void * arg) {

    //节点采用头插、头删
    // 不断的创建新的节点，添加到链表中
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head;
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000;
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * customer(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 保存头结点的指针
        struct Node * tmp = head;

        // 判断是否有数据
        if(head != NULL) {
            // 有数据
            head = head->next;
            printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
            free(tmp);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            usleep(100);
        } else {
            // 没有数据
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    }
    return  NULL;
}

int main() {

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 创建5个生产者线程，和5个消费者线程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1) {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

说明：上述案例正常，但是消费者在消费时，如果节点为空，则不同的线程一直在while循环里面对空节点进行加锁解锁；（即消费者并不会通知生产者去生产产品，如此一来，效率将会降低）；

3、条件变量

（1）条件变量相关函数

条件变量的类型 pthread_cond_t
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);
    - 等待，调用了该函数，线程会阻塞。
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict abstime);
    - 等待多长时间，调用了这个函数，线程会阻塞，直到指定的时间结束。
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
    - 唤醒一个或者多个等待的线程
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
    - 唤醒所有的等待的线程

（2）对生产者消费者模型使用条件变量

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 创建一个互斥量
pthread_mutex_t mutex;
// 创建条件变量
pthread_cond_t cond;

struct Node{
    int num;
    struct Node *next;
};

// 头结点
struct Node * head = NULL;

void * producer(void * arg) {

    // 不断的创建新的节点，添加到链表中
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct Node * newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->next = head;
        head = newNode;
        newNode->num = rand() % 1000;
        printf("add node, num : %d, tid : %ld\n", newNode->num, pthread_self());
        
        // 只要生产了一个，就通知消费者消费
        pthread_cond_signal(&cond);

        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(100);
    }

    return NULL;
}

void * customer(void * arg) {

    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        // 保存头结点的指针
        struct Node * tmp = head;
        // 判断是否有数据
        if(head != NULL) {
            // 有数据
            head = head->next;
            printf("del node, num : %d, tid : %ld\n", tmp->num, pthread_self());
            free(tmp);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            usleep(100);
        } else {
            // 没有数据，需要等待，即阻塞；即其他线程无需一直执行while循环判断；
            // 当这个函数调用阻塞的时候，会对互斥锁进行解锁，不影响其他线程使用互斥锁；
            // 当不阻塞时，继续向下执行，会重新加锁。
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
    }
    return  NULL;
}

int main() {

    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    // 创建5个生产者线程，和5个消费者线程
    pthread_t ptids[5], ctids[5];

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&ptids[i], NULL, producer, NULL);
        pthread_create(&ctids[i], NULL, customer, NULL);
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_detach(ptids[i]);
        pthread_detach(ctids[i]);
    }

    while(1) {
        sleep(10);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}