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Linux高级程序设计(七十九)
发表时间:2021-12-26 20:34:39
读写锁

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