讀寫鎖

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一.概述：

  有一種情況：即對一些公用資源的訪問操作很多，但修改操作比較少，而訪問操作往往伴隨著尋找操作，中間耗時很長。此時如果用互斥鎖的話，一個線程會在讀操作內待的時間比較長，如果是多線程就會降低並發性。而如果用讀寫鎖，其並發性會大大提高（理論上，有多少個cpu就會有多少個線程同時進行讀操作），從而提高程式的效率。

  讀寫鎖必須維持三種關係：讀者之間不能互斥（即沒有關係），寫者之間要互斥，讀者與寫者之間要互斥和同步。

  讀寫鎖是一種特殊的自旋鎖。自旋鎖：當條件不成立的時候會一直詢問（輪詢）直到條件滿足。（適合於在鎖內待的時間較少（可以減少線程調度））。

  讀寫鎖的三種狀態：

  1.當讀寫鎖是寫加鎖狀態時，在這個鎖被解鎖之前，所有試圖對這個鎖加鎖的線程都會被阻塞
  2.當讀寫鎖在讀加鎖狀態時，所有試圖以讀模式對它進行加鎖的線程都可以得到訪問權，但是以寫入模式 對它進行加鎖的線程將會被阻塞
  3.當讀寫鎖在讀模式的鎖狀態時，如果有另外的線程試圖以寫入模式加鎖，讀寫鎖通常會阻塞隨後的讀模式鎖的請求，這樣可以避免讀模式鎖長期佔用，而等待的寫入模式鎖請求則長期阻塞。

二.相關函數：

（1）.pthread_rwlock_init：int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,

                                                                               const pthread_rwlockattr_t *restrict attr)

rwlock參數：輸出型參數。

attr參數：設定讀寫鎖的狀態，一般為NULL。

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

（2）.pthread_rwlock_destroy：int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock)

函數功能：銷毀一共讀寫鎖，並釋放其資源。

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

（3）.pthread_rwlock_rdlock函數：int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

函數功能：以讀加鎖狀態進行加鎖。（阻塞式的）

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

（4）.thread_rwlock_tryrdlock函數：int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

函數功能：以讀加鎖狀態進行加鎖。（非阻塞式的）

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

（5）.thread_rwlock_wrlock函數：int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

函數功能：以寫加鎖狀態進行加鎖。（阻塞式的）

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

（6）.thread_rwlock_trywrlock函數：int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

函數功能：以寫加鎖狀態進行加鎖。（非阻塞式的）

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

（7）.thread_rwlock_unlock函數：int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock)

函數功能：對rwlock進行解鎖。

傳回值：成功返回0，失敗返回錯誤碼。

三.相關代碼：

 1 #include<stdio.h>                                                                                                                                                2 #include<pthread.h>  3   4 int g_data = 0;  5 pthread_rwlock_t rw_lock;  6   7 void* writer(void* arg)  8 {  9     while(1) 10     { 11         pthread_rwlock_wrlock(&rw_lock); 12         g_data++; 13         pthread_rwlock_unlock(&rw_lock); 14         sleep(3);     //注意要加在鎖的外面，過5秒獲得寫鎖，其它時間都是讀者 15     } 16 } 17  18 void* reader(void* arg) 19 { 20  21     while(1) 22     { 23         pthread_rwlock_rdlock(&rw_lock); 24         printf("the g_data is: %d\n ",g_data); 25         pthread_rwlock_unlock(&rw_lock); 26         sleep(1); 27     } 28 } 29  30  31 int main() 32 { 33     pthread_rwlock_init(&rw_lock, NULL); 34     pthread_t tid1, tid2; 35     pthread_create(&tid1, NULL, writer, NULL); 36     pthread_create(&tid2, NULL, reader, NULL); 37     pthread_join(tid1, NULL); 38     pthread_join(tid2, NULL); 39     return 0; 40 }

執行結果：

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總結：讀寫鎖適用於對一共公用資源的讀操作進行多，而寫操作進行少的情況。在這種情況下可以提高讀操作的並發性，因為讀寫鎖中的對讀操作的線程並沒有互斥，理論上有多少個cpu就會有多少個線程在並發進行讀操作。

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