线程与同步之三——读写锁

落日映苍穹つ 2022-09-20 12:38 204阅读 0赞

**特性：**

读写锁也叫共享——排他锁，因为有3种状态, 所以可以有更高的并行性。使用mutex，它的状态要么处于锁住和未锁状态，只有一个线程可以上锁。而读写锁有更多的状态：在读状态锁住，在写状态锁住，未锁住。只有一个线程可以获得写锁，多个线程可以同时获得读锁。

*  当读写锁是写加锁状态时, 在这个锁被解锁之前, 所有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞。
 *  当读写锁在读加锁状态时, 所有试图以读模式对它进行加锁的线程都可以得到访问权, 但是如果线程希望以写模式对此锁进行加锁, 它必须阻塞直到所有的线程释放锁。
 *  通常, 当读写锁处于读模式锁住状态时, 如果有另外线程试图以写模式加锁, 读写锁通常会阻塞随后的读模式锁请求, 这样可以避免读模式锁长期占用, 而等待的写模式锁请求长期阻塞。

**适用性：**

读写锁适合读比写频繁情形。读写锁和互斥量一样也需要在使用前初始化，在释放他们内存的时候销毁。

**初始化和销毁：**

int pthread\_rwlock\_init(pthread\_rwlock\_t \*restrict rwlock, const pthread\_rwlockattr\_t \*restrict attr);   
    int pthread\_rwlock\_destroy(pthread\_rwlock\_t \*restrict rwlock);

一个读写锁可以调用pthread\_rwlock\_init来初始化，我们可以传递NULL作为attr的参数，这样会使用读写锁的默认属性。我们可以调用pthread\_rwlock\_destroy来清理，销毁它所占的内存空间。

**读和写：**

int pthread\_rwlock\_rdlock(pthread\_rwlock\_t \*rwlock);    
    int pthread\_rwlock\_wrlock(pthread\_rwlock\_t \*rwlock);

实现上可能会对读写锁中读模式的锁锁住次数有一定的限制，所以我们需要检查返回值，以确定是否成功。而其他的两个函数会返回错误，但是只要我们的锁设计的恰当，我们可以不必做检查。

非阻塞的函数为：

int pthread\_rwlock\_tryrdlock(pthread\_rwlock\_t \*rwlock);    
    int pthread\_rwlock\_trywrlock(pthread\_rwlock\_t \*rwlock);

当锁成功获取时，返回0，否则返回EBUSY。这两个函数可以避免死锁。

如果针对未初始化的读写锁调用进行读写操作，则结果是不确定的。

**释放：**

int pthread\_rwlock\_unlock(pthread\_rwlock\_t \*rwlock);

用来释放在 rwlock 引用的读写锁对象中持有的锁。

如果调用线程未持有读写锁 rwlock，或者针对未初始化的读写锁调用该函数，则结果是不确定的。

**例子：**

\#define   \_XOPEN\_SOURCE   500    
\#include   <pthread.h>    
\#define   PTHREAD\_RWLOCK\_INITIALIZER\_READ\_PREF \{ \{0, 0\}, 0, NULL, NULL, NULL, PTHREAD\_RWLOCK\_PREFER\_READER\_NP,   PTHREAD\_PROCESS\_PRIVATE   \}    
     
  static   pthread\_rwlock\_t   a   =   PTHREAD\_RWLOCK\_INITIALIZER;    
     
  void   \*route\_3   (void   \*p)    
  \{     
        sleep(2);     
        printf("locking   3   =   %d\\n",   pthread\_rwlock\_rdlock(&a));     
        pause();     
        return   NULL;    
  \}    
     
  void   \*route\_2   (void   \*p)    
  \{     
        sleep(1);     
        printf("locking   2   =   %d\\n",   pthread\_rwlock\_wrlock(&a));     
        pause();     
        return   NULL;    
  \}    
     
  void   \*route\_1   (void   \*p)    
  \{     
        printf("locking   1   =   %d\\n",   pthread\_rwlock\_rdlock(&a));     
        pause();     
        return   NULL;    
  \}    
     
  main()    
  \{     
        pthread\_t   t1,   t2,   t3;     
        pthread\_create(&t1,   NULL,   route\_1,   NULL);     
        pthread\_create(&t2,   NULL,   route\_2,   NULL);     
        pthread\_create(&t3,   NULL,   route\_3,   NULL);     
        pthread\_join(t1,   NULL);     
        pthread\_join(t2,   NULL);     
        pthread\_join(t3,   NULL);    
  \}

其他详细资料参见：

读写锁属性    [http://docs.sun.com/app/docs/doc/819-7051/6n919hpak?l=zh&a=view][http_docs.sun.com_app_docs_doc_819-7051_6n919hpak_l_zh_a_view]

使用读写锁    [http://docs.sun.com/app/docs/doc/819-7051/sync-50?l=zh&a=view][http_docs.sun.com_app_docs_doc_819-7051_sync-50_l_zh_a_view]

[http_docs.sun.com_app_docs_doc_819-7051_6n919hpak_l_zh_a_view]: http://docs.sun.com/app/docs/doc/819-7051/6n919hpak?l=zh&a=view
[http_docs.sun.com_app_docs_doc_819-7051_sync-50_l_zh_a_view]: http://docs.sun.com/app/docs/doc/819-7051/sync-50?l=zh&a=view