讀寫鎖Read/Write lock 實現-- 使用Boost 庫

情景：

多線程編程中，通常某些數據是在多個線程間共享的，由於線程的併發行，一個線程讀寫的過程中另一個線程也極大可能同時讀寫， 這必然造成公共資源的錯亂， 引起程序錯誤， 此時對公共資源的保護實在必行了， 需要使用公共資源之前， 先“鎖”住， 防止其它線程更改，等待當前使用完成“解鎖”後，其餘線程纔可以更改， 此種情形引出多種鎖模型，適用於不同情形:
1. 多線程爭搶修改資源，都需要獨佔式修改 – 互斥獨佔式訪問
2. 多個線程只是讀資源，並不修改 – 實際上不需要鎖
3. 某些線程修改，另一部分只是讀取 – 寫線程必須互斥獨佔式訪問，讀線程可共享式訪問

實際上述情景3也可以全部獨佔互斥訪問， 如果存在多個讀取線程， 獨佔式需要逐個加鎖、解鎖訪問，效率低下， 讀寫鎖Write/Read lock 應運而生。

讀寫鎖(Write/Read lock)

讀寫鎖也叫做共享-獨佔鎖，當讀寫鎖以讀模式鎖住時，它是以共享模式鎖住的，當它以寫模式鎖住時，它是以獨佔模式鎖住的。

那麼讀寫鎖如何實現呢？ 在*nix 平臺藉助於pthread_rwlock_t 實現起來比較簡單， 選用“準”標準庫boost 中實現方式，代碼如下：

//! A light read/write mutex that maps directly onto POSIX threading library
class light_rw_mutex
{
private:
    pthread_rwlock_t m_Mutex;

private:
    light_rw_mutex(light_rw_mutex const&);                // Noncopyable
    light_rw_mutex& operator= (light_rw_mutex const&);    // Noncopyable

public:
    light_rw_mutex()
    {
        pthread_rwlock_init(&m_Mutex, NULL);
    }
    ~light_rw_mutex()
    {
        pthread_rwlock_destroy(&m_Mutex);
    }
    void lock_shared()
    {
        pthread_rwlock_rdlock(&m_Mutex);
    }
    void unlock_shared()
    {
        pthread_rwlock_unlock(&m_Mutex);
    }
    void lock()
    {
         pthread_rwlock_wrlock(&m_Mutex);
    }
    void unlock()
    {
         pthread_rwlock_unlock(&m_Mutex);
    }
};

有了上述參照，自己封裝讀寫鎖卻也不難。

class RLock
{
public:
    RLock( light_rw_mutex & lock ) : mLock( lock ) 
    {
        mLock.lock_shared();
    }

    ~RLock() 
    {
        mLock.unlock_shared();
    }

private:
    light_rw_mutex &    mLock;     //注意這裏是引用

private:     // disable
    RLock();
    RLock(const RLock &);
    const RLock & operator = (const RLock &);
};

class WLock
{
public:
    WLock(light_rw_mutex & lock ) : mLock( lock ) 
    {
        mLock.lock();
    }
    ~WLock() 
    {
        mLock.unlock();
    }

private:
    light_rw_mutex &    mLock;     //注意這裏是引用

private:    // disable   
    WLock();
    WLock(const WLock &);
    const WLock & operator = (const WLock &);
};

既然有“準”標準庫boost, 也可以直接使用boost 已經實現的代碼，簡單方便：

//頭文件
#include <boost/thread/locks.hpp>
#include <boost/thread/shared_mutex.hpp>

// 簡單定義
typedef boost::shared_mutex Lock;                  
typedef boost::unique_lock< Lock >  WriteLock;
typedef boost::shared_lock< Lock >  ReadLock;

//使用example
Lock myLocker;     // or  light_rw_mutex  myLocker;
void ReadFunction()
{
    ReadLock rLock(myLocker);    // or RLock rLock(myLocker);
    //Read common resource
}

void WriteFunction()
{
    WriteLock wLock(myLocker);   // or WLock wLock(myLocker);
    //Write common resource
}