读写锁

作者: 温暖春阳 | 来源:发表于2018-04-01 20:58 被阅读107次

    读写锁

    与互斥量类似,但读写锁允许更高的并行性。其特性为:写独占,读共享。

    读写锁状态:

    一把读写锁具备三种状态:
    1. 读模式下加锁状态 (读锁)
    2. 写模式下加锁状态 (写锁)
    3. 不加锁状态

    读写锁特性:
    1. 读写锁是“写模式加锁”时, 解锁前,所有对该锁加锁的线程都会被阻塞。
    2. 读写锁是“读模式加锁”时, 如果线程以读模式对其加锁会成功;如果线程以写模式加锁会阻塞。
    3. 读写锁是“读模式加锁”时, 既有试图以写模式加锁的线程,也有试图以读模式加锁的线程。那么读写锁会阻塞随后的读模式锁请求。优先满足写模式锁。读锁、写锁并行阻塞,写锁优先级高
      读写锁也叫共享-独占锁。当读写锁以读模式锁住时,它是以共享模式锁住的;当它以写模式锁住时,它是以独占模式锁住的。写独占、读共享。
      读写锁非常适合于对数据结构读的次数远大于写的情况。
      主要应用函数:
        pthread_rwlock_init
        pthread_rwlock_destroy
        pthread_rwlock_rdlock 
        pthread_rwlock_wrlock
        pthread_rwlock_tryrdlock
        pthread_rwlock_trywrlock
        pthread_rwlock_unlock
    

    以上7 个函数的返回值都是:成功返回0, 失败直接返回错误号。
    pthread_rwlock_t类型 用于定义一个读写锁变量。

        pthread_rwlock_t rwlock;
    
    pthread_rwlock_init函数

    初始化一把读写锁

        int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
    

    参2:attr表读写锁属性,通常使用默认属性,传NULL即可。

    pthread_rwlock_destroy函数

    销毁一把读写锁

        int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    pthread_rwlock_rdlock函数

    以读方式请求读写锁。(常简称为:请求读锁)

        int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    pthread_rwlock_wrlock函数

    以写方式请求读写锁。(常简称为:请求写锁)

        int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    pthread_rwlock_unlock函数

    解锁

        int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    pthread_rwlock_tryrdlock函数

    非阻塞以读方式请求读写锁(非阻塞请求读锁)

    int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    pthread_rwlock_trywrlock函数

    非阻塞以写方式请求读写锁(非阻塞请求写锁)

        int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    

    读写锁示例

    看如下示例,同时有多个线程对同一全局数据读、写操作。

    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pthread.h>
    
    int counter;
    pthread_rwlock_t rwlock;
    
    /* 3个线程不定时写同一全局资源,5个线程不定时读同一全局资源 */
    void *th_write(void *arg)
    {
        int t, i = (int)arg;
        while (1) 
        {
            pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
            t = counter;
            usleep(1000);
            printf("=======write %d: %lu: counter=%d ++counter=%d\n", i, pthread_self(), t, ++counter);
            pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
            usleep(10000);
        }
        return NULL;
    }
    
    
    void *th_read(void *arg)
    {
        int i = (int)arg;
    
        while (1)
        {
            pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
            printf("----------------------------read %d: %lu: %d\n", i, pthread_self(), counter);
            pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
            usleep(2000);
        }
        return NULL;
    }
    
    int main(void)
    {
        int i;
        pthread_t tid[8];
        pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);
    
        for (i = 0; i < 3; i++)
            pthread_create(&tid[i], NULL, th_write, (void *)i);
        for (i = 0; i < 5; i++)
            pthread_create(&tid[i+3], NULL, th_read, (void *)i);
        for (i = 0; i < 8; i++)
            pthread_join(tid[i], NULL);
    
        pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
        return 0;
    }                   
    
    实例程序:

    https://github.com/963375877/threadsynchronization

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