读写锁rwlock详解（多线程协调资源）

心已赠人 2022-12-04 07:56 224阅读 0赞

# 读写锁：用于协调对同一共享资源进行操作时的数据完整性，即同一时间可以多线程对同一共享资源的访问，但是！不能同时对该资源数据进行修改 #

> ##### （1）允许同一时间多个线程对同一共享资源进行读操作，但不能同一时间多个线程对同一共享资源进行写操作 #####
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> ##### （2）读锁可以被多个线程上多次锁，写锁被上锁后其他线程只能挂起等待已上写锁线程解锁后再被唤醒去上锁（谁先抢到谁就可以上锁） #####
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> ##### （3）同一时间多线程可以把读锁和写锁可以同时解开 #####
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> ##### （4）已经上了读锁，就不能再上写锁 #####
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> ##### （5）上了写锁也不能再上读锁 #####

![读写锁图解][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
就如我们现在有一个图书馆，里面有一本书叫计算机原理；这本书允许大家去图书馆拿来读，，但是当线程1想改一下这本书的内容，线程2也想改这本书的内容，这个时候为了保证他们每个人改完以后，这本书当前的内容是这个人想要的结果就必须规定在一个人修改的时候其他人不能去改，直到这个人改完了再把这本书给其他人

#### 读写锁相关函数： ####

##### 1、初始化读写锁 #####

//函数头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,
               const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于初始化一个读写锁 函数形参: rwlock:我们定义的读写锁变量的地址 attr：我们定义的读写锁变量属性，用于初始化时给读写锁的属性（一般直接写NULL） （restrict：用于告诉编译器，对象已经被指针所引用，不能通过除该指针外所有其他直接或间接的方式修改该对象的内容） 函数返回值: 成功: 0 失败: 错误码（可通过strerror()函数把错误码转换成字符串） ***************************************************/

##### 2、上读锁及上写锁 #####

//函数头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    //上读锁
    int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    //上写锁
    int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于给读写锁上一个读锁或写锁 函数形参: rwlock:我们定义的读写锁变量的地址 函数返回值: 成功: 0 失败: 错误码（可通过strerror()函数把错误码转换成字符串） ***************************************************/

##### 3、给读锁或写锁解锁 #####

//函数头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于给读写锁的读锁或写锁解锁 函数形参: rwlock:我们定义的读写锁变量的地址 函数返回值: 成功: 0 失败: 错误码（可通过strerror()函数把错误码转换成字符串） ***************************************************/

##### 4、销毁读写锁 #####

//函数头文件
    #include <pthread.h>
    
    //函数原型
    int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
    
    
    //函数介绍
    /**************************************************** 函数作用：用于销毁一个读写锁 函数形参: rwlock:我们定义的读写锁变量的地址 函数返回值: 成功: 0 失败: 错误码（可通过strerror()函数把错误码转换成字符串） ***************************************************/

#### 测试代码： ####

/* *测试读写锁，一个线程每次打印一个字符a，另一个线程每次打印一个字符b */
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pthread.h>
    
    //定义一个读写锁
    pthread_rwlock_t rwlock;
    
    void *func(void *arg)
    { 
    	//不能在一个线程里面同时上读写锁，会形成死锁
    	//pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
    
    	//上一个写锁
    	pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
    
    	for(int j=0;j<10;j++)
    	{ 
    		printf("a\n");
    		sleep(1);
    	}
    
    	//解锁
    	pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    	//pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    
    	//退出线程
    	pthread_exit(NULL);	
    }
    void *func1(void *arg)
    { 
    	//上一个读锁
    	pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
    
    	for(int j=0;j<10;j++)
    	{ 
    		printf("b\n");
    		sleep(1);
    	}
    
    	//解锁
    	pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    	
    	//退出线程
    	pthread_exit(NULL);	
    }
    
    
    int main()
    { 
    	//定义线程id
    	pthread_t pid;
    	pthread_t pid1;
    
    	//创建线程
    	pthread_create(&pid,NULL,func,NULL);
    	pthread_create(&pid1,NULL,func1,NULL);
    
    	//回收线程资源，会阻塞等待线程退出
    	pthread_join(pid,NULL);
    	pthread_join(pid1,NULL);
    
    	//销毁读写锁
    	pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    	
    	return 0;
    }

#### 运行结果： ####

##### （1）只上了读锁的情况 #####

![读写锁运行结果][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

##### （2）同时上了读锁及写锁的时候，形成了死锁，将无法打印a #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

### 总结： ###

##### （1）一个线程在同一时间只能上读锁或者写锁 #####

##### （2）当我们同时上读锁和写锁的话会形成死锁 #####

##### （3）读写锁类似于互斥锁都不能同时修改同一共享资源，但是互斥锁不能同时访问，读写锁可以同时访问 #####

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/08ac99bca782460f878f86084bcd754f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/c2480aafc8bd4807b862f235018eac87.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Rha2FzaGk3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/fbfb9baf97124bdb89ca7f711c2c34a3.png