Linux 下的线程读写锁

男娘i 2022-06-10 00:26 203阅读 0赞

有一种写优先读写锁,有如下特点：  
1）多个读者可以同时进行读  
2）写者必须互斥（只允许一个写者写，也不能读者写者同时进行）  
3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）  
  
在Solaris 中直接提供了读写锁, 但是在Linux 中只提供了线程的读写锁, 这里记录了一些读写锁的资料.  
  
1.Solaris .vs. Linux Posix 库函数

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>Solaris 库（lib 线程）</strong></td> 
   <td><strong>Linux POSIX 库（libp 线程）</strong></td> 
   <td><strong>操作</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sema_destroy()</td> 
   <td>sem_destroy()</td> 
   <td>销毁信号状态。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sema_init()</td> 
   <td>sem_init()</td> 
   <td>初始化信号。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sema_post()</td> 
   <td>sem_post()</td> 
   <td>增加信号。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sema_wait()</td> 
   <td>sem_wait()</td> 
   <td>阻止信号计数。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sema_trywait()</td> 
   <td>sem_trywait()</td> 
   <td>减少信号计数。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mutex_destroy()</td> 
   <td>pthread_mutex_destroy()</td> 
   <td>销毁或禁用与互斥对象相关的状态。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mutex_init()</td> 
   <td>pthread_mutex_init()</td> 
   <td>初始化互斥变量。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mutex_lock()</td> 
   <td>pthread_mutex_lock()</td> 
   <td>锁定互斥对象和块，直到互斥对象被释放。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mutex_unlock()</td> 
   <td>pthread_mutex_unlock()</td> 
   <td>释放互斥对象。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cond_broadcast()</td> 
   <td>pthread_cond_broadcast()</td> 
   <td>解除对等待条件变量的所有线程的阻塞。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cond_destroy()</td> 
   <td>pthread_cond_destroy()</td> 
   <td>销毁与条件变量相关的任何状态。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cond_init()</td> 
   <td>pthread_cond_init()</td> 
   <td>初始化条件变量。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cond_signal()</td> 
   <td>pthread_cond_signal()</td> 
   <td>解除等待条件变量的下一个线程的阻塞。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cond_wait()</td> 
   <td>pthread_cond_wait()</td> 
   <td>阻止条件变量，并在最后释放它。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rwlock_init()</td> 
   <td>pthread_rwlock_init()</td> 
   <td>初始化读／写锁。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rwlock_destroy()</td> 
   <td>pthread_rwlock_destroy()</td> 
   <td>锁定读／写锁。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rw_rdlock()</td> 
   <td>pthread_rwlock_rdlock()</td> 
   <td>读取读／写锁上的锁。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rw_wrlock()</td> 
   <td>pthread_rwlock_wrlock()</td> 
   <td>写读／写锁上的锁。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rw_unlock()</td> 
   <td>pthread_rwlock_unlock()</td> 
   <td>解除读／写锁。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rw_tryrdlock()</td> 
   <td>pthread_rwlock_tryrdlock()</td> 
   <td>读取非阻塞读／写锁上的锁。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rw_trywrlock()</td> 
   <td>pthread_rwlock_trywrlock()</td> 
   <td>写非阻塞读／写锁上的锁。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2.使用mutex 来实现  
  
设置三个互斥信号量：  
rwmutex 用于写者与其他读者/写者互斥的访问共享数据  
rmutex 用于读者互斥的访问读者计数器readcount  
nrmutex 用于写者等待已进入读者退出,所有读者退出前互斥写操作  
  
var rwmutex,rmutex,nrmutex:semaphore:=1,1,1；  
int readcount=0;  
  
cobegin  
reader begin  
P(rwmutex);  
P(rmutex);  
readcount++;  
if (readcount == 1) P(nrmutex); //有读者进入,互斥写操作  
V(rmutex);  
V(rwmutex); //及时释放读写互斥信号量,允许其它读、写进程申请资源读数据；  
  
P(rmutex);  
readcount--;  
if(readcount == 0) V(nrmutex); //所有读者退出,允许写更新  
V(rmutex);  
End  
  
writer begin  
P(rwmutex); //互斥后续其它读者、写者  
P(nrmutex); //如有读者正在读,等待所有读者读完  
写更新；  
V(nrmutex); //允许后续新的第一个读者进入后互斥写操作  
V(rwmutex); //允许后续新读者及其它写者  
End  
coend  
  
3. 利用pthread\_cond\_\* & pthread\_mutex\_\* 实现rw\_lock