1.读写锁基本原理 当有一个线程已经持有互斥锁时,互斥锁将所有试图进入临界区的线程都阻塞住。但是考虑一种情形,当前持有互斥锁的线程只是要读访问共享资源,而同时有其它几个线程也想读取这个共享资源,但是由于互斥锁的排它性,所有其它线程都无法获取锁,也就无法读访问共享资源了,但是实际上多个线程同时读访问共享资源并不会导致问题。
在对数据的读写操作中,更多的是读操作,写操作较少,例如对数据库数据的读写应用。为了满足当前能够允许多个读出,但只允许一个写入的需求,线程提供了读写锁来实现。
读写锁的特点如下:
读写锁分为读锁和写锁,规则如下: - 如果某线程申请了读锁,其它线程可以再申请读锁,但不能申请写锁。 - 如果某线程申请了写锁,其它线程不能申请读锁,也不能申请写锁。
POSIX 定义的读写锁的数据类型是: pthread_rwlock_t。
读写锁常见基本操作:
| 功能 | 函数 |
|---|---|
| 初始化读写锁 | int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t rwlock, const pthread_rwlockattr_t attr); |
| 申请读锁 | int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock ); |
| 申请写锁 | int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock ); |
| 解锁 | int pthread_rwlock_unlock (pthread_rwlock_t *rwlock); |
| 销毁读写锁 | int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock); |
其参数含义与返回值与上小节互斥锁操作类似,这里不再赘述。
2.实例
下面是一个使用读写锁来实现 4 个线程读写一段数据是实例。在此示例程序中,共创建了 4 个线程,其中两个线程用来写入数据,两个线程用来读取数据。当某个线程读操作时,其他线程允许读操作,却不允许写操作;当某个线程写操作时,其它线程都不允许读或写操作。
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
pthread_rwlock_t rwlock; //读写锁
int num = 0;
//读操作,其他线程允许读操作,却不允许写操作
void *fun1(void *arg)
{
while(num<=10)
{
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
printf("read num first===%d\n",num);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
sleep(1);
}
}
//读操作,其他线程允许读操作,却不允许写操作
void *fun2(void *arg)
{
while(num<=10)
{
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
printf("read num second===%d\n",num);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
sleep(1);
}
}
//写操作,其它线程都不允许读或写操作
void *fun3(void *arg)
{
while(num<=10)
{
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
num++;
printf("write thread first\n");
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
sleep(1);
}
}
//写操作,其它线程都不允许读或写操作
void *fun4(void *arg)
{
while(num<=10)
{
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
num++;
printf("write thread second\n");
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
sleep(1);
}
}
int main()
{
pthread_t ptd1, ptd2, ptd3, ptd4;
pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);//初始化一个读写锁
//创建线程
pthread_create(&ptd1, NULL, fun1, NULL);
pthread_create(&ptd2, NULL, fun2, NULL);
pthread_create(&ptd3, NULL, fun3, NULL);
pthread_create(&ptd4, NULL, fun4, NULL);
//等待线程结束,回收其资源
pthread_join(ptd1,NULL);
pthread_join(ptd2,NULL);
pthread_join(ptd3,NULL);
pthread_join(ptd4,NULL);
pthread_rwlock_destroy(&rwlock);//销毁读写锁
return 0;
}
执行结果:
[root@iz2zefozq9h39txdb8s7npz shelldemo]# ./a.out
read num first===0
read num second===0
write thread second
write thread first
read num first===2
write thread first
write thread second
read num second===4
read num first===4
read num second===4
write thread second
write thread first
read num first===6
read num second===6
write thread second
write thread first
read num first===8
read num second===8
write thread second
write thread first
read num first===10
read num second===10
write thread first