Qt中的讀寫鎖

Qt中的QReadWriteLock類爲我們提供了讀寫鎖的功能。讀寫鎖是用來保護可以被讀訪問和寫訪問的資源的一種同步工具。如果你想讓多個線程同時的對資源進行讀訪問，但只要有一個線程要對資源進行寫訪問時，所有其他的線程必須等待，直到寫訪問完成。對於這種情況，讀寫鎖是非常有用的。

讀寫鎖的使用也非常簡單，如下例子代碼所示：

  QReadWriteLock lock;

  void ReaderThread::run()
  {
      ...
      lock.lockForRead();
      read_file();
      lock.unlock();
      ...
  }

  void WriterThread::run()
  {
      ...
      lock.lockForWrite();
      write_file();
      lock.unlock();
      ...
  }

同時，爲了確保寫操作不會被讀操作永遠阻塞，當有等待中的寫操作時，請求讀操作會被阻塞，即使當前的鎖由另一個讀操作持有。同樣，當鎖被一個寫操作持有時，另一個寫操作進來了，那麼寫操作將會優先於讀操作獲得鎖。

和QMutex一樣，QReadWriteLock也可以被同一個線程遞歸的鎖定，只要在構造函數中傳入一個QReadWriteLock::Recursive標誌。在這種情況下，unlock()被調用的次數必須和lockForWrite()或lockForRead()被調用的次數一樣多。但要注意，在一個線程中，遞歸鎖定的類型不能改變，即不能先以讀操作上鎖，又要以寫操作上鎖。

同樣，爲了方便使用QReadWriteLock，Qt還提供了QReadLocker和QWriteLocker兩個方便類。能使我們更方便的使用讀寫鎖的功能。即我們可以使用下面這種方式來使用讀寫鎖的功能：

  QReadWriteLock lock;

  QByteArray readData()
  {
      QReadLocker locker(&lock);
      read_file();
  }

  void writeData(const QByteArray &data)
  {
      QWriteLocker locker(&lock);
      write_file();
  }

下面我們寫一個例子，來使用以下QReadWriteLock。

新建一個Qt控制檯程序。在main.cpp中，定義共享數據和讀寫鎖。代碼如下：

#include <QCoreApplication>
#include <QReadWriteLock>
#include "readthread.h"
#include "writethread.h"

int scores[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
QReadWriteLock rwLock;

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    ReadThread readThread[10];
    WriteThread writeThread;

    for(int i = 0; i < 10; i++)
        readThread[i].start();
    writeThread.start();

    for(int i = 0; i < 10; i++)
        readThread[i].wait();
    writeThread.wait();

    return a.exec();
}

此處，我們啓動了10個讀線程，一個寫線程，來模擬多個讀者，一個寫者的情況。

下面，新建出這兩個線程，使用QThread類。

其中，讀線程的run()函數實現如下：

extern int scores[10];
extern QReadWriteLock rwLock;
void ReadThread::run()
{
    qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));
    while(true)
    {
        rwLock.lockForRead();
        qDebug() << scores[rand() % 10];
        rwLock.unlock();
    }
}

讀操作，是不斷的從數組中隨機的讀取數據。

寫線程的run（）函數實現如下：

extern int scores[10];
extern QReadWriteLock rwLock;
void WriteThread::run()
{
    qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));
    while(true)
    {
        rwLock.lockForWrite();
        scores[rand() % 10] = rand();
        rwLock.unlock();
        sleep(1); //寫線程睡眠1s
    }
}

寫操作，在數組中隨機的寫入一個隨機數。然後睡眠1秒。

運行結果如下，大家也可以自行測試：