linux多線程之讀寫鎖

Pthread是 POSIX threads 的簡稱，是POSIX的線程標準。

        pthread讀寫鎖把對共享資源的訪問者分爲讀者和寫者，讀者只對共享資源進行讀訪問，寫者只對共享資源進行寫操作。在互斥機制，讀者和寫者都需要獨立獨佔互斥量以獨佔共享資源，在讀寫鎖機制下，允許同時有多個讀者讀訪問共享資源，只有寫者才需要獨佔資源。相比互斥機制，讀寫機制由於允許多個讀者同時讀訪問共享資源，進一步提高了多線程的併發度。

         

       1.讀寫鎖機制：

       寫者：寫者使用寫鎖，如果當前沒有讀者，也沒有其他寫者，寫者立即獲得寫鎖；否則寫者將等待，直到沒有讀者和寫者。

       讀者：讀者使用讀鎖，如果當前沒有寫者，讀者立即獲得讀鎖；否則讀者等待，直到沒有寫者。

           

          2.讀寫鎖特性：

        同一時刻只有一個線程可以獲得寫鎖，同一時刻可以有多個線程獲得讀鎖。

        讀寫鎖出於寫鎖狀態時，所有試圖對讀寫鎖加鎖的線程，不管是讀者試圖加讀鎖，還是寫者試圖加寫鎖，都會被阻塞。

       讀寫鎖處於讀鎖狀態時，有寫者試圖加寫鎖時，之後的其他線程的讀鎖請求會被阻塞，以避免寫者長時間的不寫鎖。

        

        3.讀寫鎖基本函數：

         # include<pthread.h>

讀寫鎖初始化：

        int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t * rwlock, 

                                                 const pthread_rwlockattr_t *  attr);

        該函數第一個參數爲讀寫鎖指針，第二個參數爲讀寫鎖屬性指針。函數按讀寫鎖屬性對讀寫鎖進行初始化。

加讀鎖：

        int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

        該函數參數爲讀寫鎖指針。函數用於對讀寫鎖加讀鎖。

加寫鎖：

        int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

        該函數參數爲讀寫鎖指針。函數用於對讀寫鎖加寫鎖。

釋放讀寫鎖：

        int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

        該函數參數爲讀寫鎖指針。函數用於釋放讀寫鎖，包括讀鎖與寫鎖。

銷燬讀寫鎖：

        int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

        該函數參數爲讀寫鎖指針。函數用於銷燬讀寫鎖。

        4.牛刀小試：

        示例使用讀寫鎖，對共享資源data進行讀寫同步，線程readerM，readerN爲讀者線程，線程writerA，writerB爲寫者線程。       

#include <stdio.h> #include <Windows.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #pragma comment(lib, "pthreadVC2.lib") //必須加上這句 pthread_t t1; //pthread_t變量t1，用於獲取線程1的ID pthread_t t2; //pthread_t變量t2，用於獲取線程2的ID pthread_rwlock_t rwlock; //聲明讀寫鎖 int data=1; //共享資源 void* readerM(void* arg) { while(1) { pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); //讀者加讀鎖 printf("M 讀者讀出: %d \n",data); //讀取共享資源 pthread_rwlock_unlock(&rwlock); //讀者釋放讀鎖 Sleep(1200); } return NULL; } void* readerN(void* arg) { while(1) { pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); printf(" N讀者讀出: %d \n",data); pthread_rwlock_unlock(&rwlock); Sleep(700); } return NULL; } void* writerA(void* arg) { while(1) { pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); //寫者加寫鎖 data++; //對共享資源寫數據 printf(" A寫者寫入: %d\n",data); pthread_rwlock_unlock(&rwlock); //釋放寫鎖 Sleep(2000); } return NULL; } void* writerB(void* arg) { while(1) { pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); data++; printf(" B寫者寫入: %d\n",data); pthread_rwlock_unlock(&rwlock); Sleep(2000); } return NULL; } void main(int argc,char** argv) { pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL); //初始化讀寫鎖 pthread_create(&t1,NULL,readerM,NULL); pthread_create(&t1,NULL,readerN,NULL); pthread_create(&t2,NULL,writerA,NULL); pthread_create(&t2,NULL,writerB,NULL); pthread_rwlock_destroy(&rwlock); //銷燬讀寫鎖 Sleep(10000000); return; }