linux读写锁
一.概述
读写锁与互斥量的功能类似,对临界区的共享资源进行保护!互斥量一次只让一个线程进入临界区,读写锁比它有更高的并行性。读写锁有以下特点:
1.如果一个线程用读锁锁定了临界区,那么其他线程也可以用读锁来进入临界区,这样就可以多个线程并行操作。但这个时候,如果再进行写锁加锁就会发生阻塞,写锁请求阻塞后,后面如果继续有读锁来请求,这些后来的读锁都会被阻塞!这样避免了读锁长期占用资源,防止写锁饥饿!
2.如果一个线程用写锁锁住了临界区,那么其他线程不管是读锁还是写锁都会发生阻塞!
读写锁的优势往往展现在读操作很频繁,而写操作较少的情况下
二.函数接口
1.创建读写锁
1.1:宏常量初始化
1 pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
1.2:函数初始化
1 #include <pthread.h>
2
3 int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
rwlock:读写锁的pthread_rwlock_t结构指针
attr:读写锁的属性结构指针。不需要别的属性默认为NULL。
2.读写锁加锁与解锁
1 #include <pthread.h>
2
3 int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
4 int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
5 int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
rwlock:创建的读写锁指针
3.其他类型的加锁
1 #include <pthread.h>
2 #include <time.h>
3
4
5 int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
6 int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
7
8 int pthread_rwlock_timedrdlock(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const struct timespec *restrict abs_timeout);
9 int pthread_rwlock_timedwrlock(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const struct timespec *restrict abs_timeout);
try类函数加锁:如果获取不到锁,会立即返回错误EBUSY!
timed类函数加锁:如果规定的时间内获取不到锁,会返回ETIMEDOUT错误!
4.销毁读写锁
#include <pthread.h>
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
应用实例:
创建4个线程,2个线程读锁,2个线程写锁,观察4个线程进入临界区的顺序:
/**
* * @file pthread_rwlock.c
* */ #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;
/* 初始化读写锁 */
pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
/* 全局资源 */
class CSingle{
public:
static CSingle& instance(){
static CSingle single;
return single;
}
void setX(int y){
this->x = y;
}
int getX(){
return this->x;
}
int x;
};
int global_num = ; void err_exit(const char *err_msg)
{
printf("error:%s\n", err_msg);
exit();
} /* 读锁线程函数 */
void *thread_read_lock(void *arg)
{
char *pthr_name = (char *)arg; while (global_num)
{
/* 读加锁 */
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); printf("线程%s进入临界区,global_num = %d, X:%d\n", pthr_name, global_num, CSingle::instance().getX());
sleep();
printf("线程%s离开临界区...\n", pthr_name); /* 读解锁 */
pthread_rwlock_unlock(&rwlock); sleep();
} return NULL;
} /* 写锁线程函数 */
void *thread_write_lock(void *arg)
{
char *pthr_name = (char *)arg; while (global_num)
{
/* 写加锁 */
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); /* 写操作 */
--global_num;
CSingle::instance().setX(global_num);
printf("线程%s进入临界区,global_num = %d, X:%d\n", pthr_name, global_num, CSingle::instance().getX());
sleep();
printf("线程%s离开临界区...\n", pthr_name); /* 写解锁 */
pthread_rwlock_unlock(&rwlock); sleep();
} return NULL;
} int main(void)
{
pthread_t tid_read_1, tid_read_2, tid_write_1, tid_write_2; /* 创建4个线程,2个读,2个写 */
if (pthread_create(&tid_read_1, NULL, thread_read_lock, (void *)"read_1") != )
err_exit("create tid_read_1"); if (pthread_create(&tid_read_2, NULL, thread_read_lock, (void *)("read_2")) != )
err_exit("create tid_read_2"); if (pthread_create(&tid_write_1, NULL, thread_write_lock, (void *)("write_1")) != )
err_exit("create tid_write_1"); if (pthread_create(&tid_write_2, NULL, thread_write_lock, (void *)("write_2")) != )
err_exit("create tid_write_2"); /* 随便等待一个线程,防止main结束 */
if (pthread_join(tid_read_1, NULL) != )
err_exit("pthread_join()");
if (pthread_join(tid_read_2, NULL) != )
err_exit("pthread_join()");
if (pthread_join(tid_write_1, NULL) != )
err_exit("pthread_join()");
if (pthread_join(tid_write_2, NULL) != )
err_exit("pthread_join()"); return ;
}
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