UNIX: разработка сетевых приложений

 }
 Pthread_mutex_unlock(&ndone_mutex);
}
Это означает, что главный поток никогда не переходит в спящее состояние, а просто входит в цикл, проверяя каждый раз значение переменной 
ndone
. Этот процесс называется опросом (polling) и рассматривается как пустая трата времени центрального процессора.
Нам нужен метод, с помощью которого главный цикл мог бы входить в состояние ожидания, пока один из потоков не оповестит его о том, что какая-либо задача выполнена. Эта возможность обеспечивается использованием условной переменной (conditional variable) вместе со взаимным исключением. Взаимное исключение используется для реализации блокирования, а условная переменная обеспечивает сигнальный механизм.
В терминах Pthreads условная переменная — это переменная типа 
pthread_cond_t
. Такие переменные используются в следующих двух функциях:
#include <pthread.h>
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *<i>cptr</i>, pthread_mutex_t *<i>mptr</i>);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *<i>cptr</i>);
<i>Обе функции возвращают: 0 в случае успешного выполнения, положительное значение Exxx в случае ошибки</i>
Слово 
signal
 в названии второй функции не имеет отношения к сигналам Unix 
SIGxxx
.
Проще всего объяснить действие этих функций на примере. Вернемся к нашему примеру веб-клиента. Счетчик 
ndone
 теперь ассоциируется и с условной переменной, и с взаимным исключением:
int ndone;
pthread_mutex_t ndone_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t ndone_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
Поток оповещает главный цикл о своем завершении, увеличивая значение счетчика, пока взаимное исключение принадлежит данному потоку (блокировано им), и используя условную переменную для сигнализации.
Pthread_mutex_lock(&amp;ndone_mutex);
ndone++;
Pthread_cond_signal(&amp;ndone_cond);
Pthread_mutex_unlock(&amp;ndone_mutex);
Затем основной цикл блокируется в вызове функции 
pthread_cond_wait
, ожидая оповещения о завершении выполнения потока:
while (nlefttoread &gt; 0) {
 while (nconn &lt; maxnconn &amp;&amp; nlefttoconn &gt; 0) {
  /* находим файл для чтения */
  ...
 }
 /* Ждем завершения выполнения какого-либо потока */
 Pthread_mutex_lock(&amp;ndone_mutex);
 while (ndone == 0)
  Pthread_cond_wait(&amp;ndone_cond, &amp;ndone_mutex);
 for (i = 0; i &lt; nfiles; i++) {
  if (file[i].f_flags &amp; F_DONE) {
   Pthread_join(file[i].f_tid, (void**)&amp;fptr);
  
   /* обновляем file[i] для завершенного потока */
   ...
  }
 }
 Pthread_mutex_unlock(&amp;ndone_mutex);
}
Обратите внимание на то, что переменная 
ndone
 по-прежнему проверяется, только если потоку принадлежит взаимное исключение. Тогда, если не требуется выполнять какое-либо действие, вызывается функция 
pthread_cond_wait
. Таким образом, вызывающий поток переходит в состояние ожидания, и разблокируется взаимное исключение, которое принадлежало этому потоку. Кроме того, когда управление возвращается потоку функцией 
pthread_cond_wait
 (после того как поступил сигнал от какого-либо другого потока), он снова блокирует взаимное исключение.
Почему взаимное исключение всегда связано с условной переменной? «Условие» обычно представляет собой значение некоторой переменной, используемой совместно несколькими потоками. Взаимное исключение требуется для того, чтобы различные потоки могли задавать и проверять значение условной переменной. Например, если в примере кода, приведенном ранее, отсутствовало бы взаимное исключение, то проверка в главном цикле выглядела бы следующим образом:
/* Ждем завершения выполнения одного или нескольких потоков */
while (ndone == 0)
 Pthread_cond_wait(&amp;ndone_cond, &amp;ndone_mutex);
Но при этом существует вероятность, что последний поток увеличивает значение переменной 
ndone
 после проверки главным потоком условия 
ndone == 0
, но перед вызовом функции 
pthread_cond_wait
. Если это происходит, то последний «сигнал» теряется, и основной цикл оказывается заблокированным навсегда, так как он будет ждать события, которое никогда не произойдет.
По этой же причине при вызове функции 
pthread_cond_wait
 поток должен блокировать соответствующее взаимное исключение, после чего эта функция разблокирует взаимное исключение и помещает вызывающий поток в состояние ожидания, выполняя эти действия как одну атомарную операцию. Если бы эта функция не разблокировала взаимное исключение и не заблокировала его снова после своего завершения, то выполнять эти операции пришлось бы потоку, как показано в следующем фрагменте кода:
/* Ждем завершения выполнения одного или нескольких потоков */
Pthread_mutex_lock(&amp;ndone_mutex);
while (ndone == 0) {
 Pthread_mutex_unlock(&amp;ndone_mutex);
 Pthread_cond_wait(&amp;ndone_cond, &amp;ndone_mutex);
 Pthread_mutex_lock(&amp;ndone_mutex);
}
Существует вероятность того, что по завершении выполнения поток увеличит на единицу значение переменной 
ndone
 и это произойдет между вызовом функций 
pthread_mutex_unlock
 и 
pthread_cond_wait
.
Обычно функция 
pthread_cond_signal
 выводит из состояния ожидания один поток, на который указывает условная переменная. Существуют ситуации, когда некоторый поток знает, что из состояния ожидания должны быть выведены несколько потоков. В таком случае используется функция 
pthread_cond_broadcast
, выводящая из состояния ожидания все потоки, которые блокированы условной переменной.