面试多线程同步，你必须要思考的问题

pthread_cond_timedwait用于阻塞线程，实现线程等待， 代码在glibc的pthread_cond_timedwait.c文件中，代码较长，你可以先简单过一遍，看完下面的分析再重新读一遍代码

int 
int 
__pthread_cond_timedwait (cond, mutex, abstime) 
 pthread_cond_t *cond; 
 pthread_mutex_t *mutex; 
 const struct timespec *abstime; 
{ 
 struct _pthread_cleanup_buffer buffer; 
 struct _condvar_cleanup_buffer cbuffer; 
 int result = 0; 
 /* Catch invalid parameters. */ 
 if (abstime->tv_nsec < 0 || abstime->tv_nsec >= 1000000000) 
 return EINVAL; 
 int pshared = (cond->__data.__mutex == (void *) ~0l) 
 ? LLL_SHARED : LLL_PRIVATE; 
 //1.获得cond锁 
 lll_lock (cond->__data.__lock, pshared); 
 //2.释放mutex锁 
 int err = __pthread_mutex_unlock_usercnt (mutex, 0); 
 if (err) 
 { 
 lll_unlock (cond->__data.__lock, pshared); 
 return err; 
 } 
 /* We have one new user of the condvar. */ 
 //每执行一次wait(pthread_cond_timedwait/pthread_cond_wait)，__total_seq就会+1 
 ++cond->__data.__total_seq; 
 //用来执行futex_wait的变量 
 ++cond->__data.__futex; 
 //标识该cond还有多少线程在使用，pthread_cond_destroy需要等待所有的操作完成 
 cond->__data.__nwaiters += 1 << COND_NWAITERS_SHIFT; 
 /* Remember the mutex we are using here. If there is already a 
 different address store this is a bad user bug. Do not store 
 anything for pshared condvars. */ 
 //保存mutex锁 
 if (cond->__data.__mutex != (void *) ~0l) 
 cond->__data.__mutex = mutex; 
 /* Prepare structure passed to cancellation handler. */ 
 cbuffer.cond = cond; 
 cbuffer.mutex = mutex; 
 /* Before we block we enable cancellation. Therefore we have to 
 install a cancellation handler. */ 
 __pthread_cleanup_push (&buffer, __condvar_cleanup, &cbuffer); 
 /* The current values of the wakeup counter. The "woken" counter 
 must exceed this value. */ 
 //记录futex_wait前的__wakeup_seq（为该cond上执行了多少次sign操作+timeout次数）和__broadcast_seq（代表在该cond上执行了多少次broadcast） 
 unsigned long long int val; 
 unsigned long long int seq; 
 val = seq = cond->__data.__wakeup_seq; 
 /* Remember the broadcast counter. */ 
 cbuffer.bc_seq = cond->__data.__broadcast_seq; 
 while (1) 
 { 
 //3.计算要wait的相对时间 
 struct timespec rt; 
 { 
#ifdef __NR_clock_gettime 
 INTERNAL_SYSCALL_DECL (err); 
 int ret; 
 ret = INTERNAL_VSYSCALL (clock_gettime, err, 2, 
 (cond->__data.__nwaiters 
 & ((1 << COND_NWAITERS_SHIFT) - 1)), 
 &rt); 
# ifndef __ASSUME_POSIX_TIMERS 
 if (__builtin_expect (INTERNAL_SYSCALL_ERROR_P (ret, err), 0)) 
 { 
 struct timeval tv; 
 (void) gettimeofday (&tv, NULL); 
 /* Convert the absolute timeout value to a relative timeout. */ 
 rt.tv_sec = abstime->tv_sec - tv.tv_sec; 
 rt.tv_nsec = abstime->tv_nsec - tv.tv_usec * 1000; 
 } 
 else 
# endif 
 { 
 /* Convert the absolute timeout value to a relative timeout. */ 
 rt.tv_sec = abstime->tv_sec - rt.tv_sec; 
 rt.tv_nsec = abstime->tv_nsec - rt.tv_nsec; 
 } 
#else 
 /* Get the current time. So far we support only one clock. */ 
 struct timeval tv; 
 (void) gettimeofday (&tv, NULL); 
 /* Convert the absolute timeout value to a relative timeout. */ 
 rt.tv_sec = abstime->tv_sec - tv.tv_sec; 
 rt.tv_nsec = abstime->tv_nsec - tv.tv_usec * 1000; 
#endif 
 } 
 if (rt.tv_nsec < 0) 
 { 
 rt.tv_nsec += 1000000000; 
 --rt.tv_sec; 
 } 
 /*---计算要wait的相对时间 end---- */ 
 //是否超时 
 /* Did we already time out? */ 
 if (__builtin_expect (rt.tv_sec < 0, 0)) 
 { 
 //被broadcast唤醒，这里疑问的是，为什么不需要判断__wakeup_seq？ 
 if (cbuffer.bc_seq != cond->__data.__broadcast_seq) 
 goto bc_out; 
 goto timeout; 
 } 
 unsigned int futex_val = cond->__data.__futex; 
 //4.释放cond锁，准备wait 
 lll_unlock (cond->__data.__lock, pshared); 
 /* Enable asynchronous cancellation. Required by the standard. */ 
 cbuffer.oldtype = __pthread_enable_asynccancel (); 
 //5.调用futex_wait 
 /* Wait until woken by signal or broadcast. */ 
 err = lll_futex_timed_wait (&cond->__data.__futex, 
 futex_val, &rt, pshared); 
 /* Disable asynchronous cancellation. */ 
 __pthread_disable_asynccancel (cbuffer.oldtype); 
 //6.重新获得cond锁，因为又要访问&修改cond的数据了 
 lll_lock (cond->__data.__lock, pshared); 
 //__broadcast_seq值发生改变，代表发生了有线程调用了广播 
 if (cbuffer.bc_seq != cond->__data.__broadcast_seq) 
 goto bc_out; 
 //判断是否是被sign唤醒的，sign会增加__wakeup_seq 
 //第二个条件cond->__data.__woken_seq != val的意义在于 
 //可能两个线程A、B在wait，一个线程调用了sign导致A被唤醒，这时B因为超时被唤醒 
 //对于B线程来说，执行到这里时第一个条件也是满足的，从而导致上层拿到的result不是超时 
 //所以这里需要判断下__woken_seq（即该cond已经被唤醒的线程数）是否等于__wakeup_seq（sign执行次数+timeout次数） 
 val = cond->__data.__wakeup_seq; 
 if (val != seq && cond->__data.__woken_seq != val) 
 break; 
 /* Not woken yet. Maybe the time expired? */ 
 if (__builtin_expect (err == -ETIMEDOUT, 0)) 
 { 
 timeout: 
 /* Yep. Adjust the counters. */ 
 ++cond->__data.__wakeup_seq; 
 ++cond->__data.__futex; 
 /* The error value. */ 
 result = ETIMEDOUT; 
 break; 
 } 
 } 
 //一个线程已经醒了所以这里__woken_seq +1 
 ++cond->__data.__woken_seq; 
 bc_out: 
 // 
 cond->__data.__nwaiters -= 1 << COND_NWAITERS_SHIFT; 
 /* If pthread_cond_destroy was called on this variable already, 
 notify the pthread_cond_destroy caller all waiters have left 
 and it can be successfully destroyed. */ 
 if (cond->__data.__total_seq == -1ULL 
 && cond->__data.__nwaiters < (1 << COND_NWAITERS_SHIFT)) 
 lll_futex_wake (&cond->__data.__nwaiters, 1, pshared); 
 //9.cond数据修改完毕，释放锁 
 lll_unlock (cond->__data.__lock, pshared); 
 /* The cancellation handling is back to normal, remove the handler. */ 
 __pthread_cleanup_pop (&buffer, 0); 
 //10.重新获得mutex锁 
 err = __pthread_mutex_cond_lock (mutex); 
 return err ?: result; 
} 

（编辑：南平站长网）

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