Linux多线程编程（四）-----读写锁

我会带着你远行 2022-07-12 15:13 269阅读 0赞

## 概述 ##

读写锁类似于互斥锁（互斥量），不过读写锁允许更高的并行性，主要体现在读者方面。这种锁有利于读的机会多，写的机会少的共享数据。它可分为以下两种情况：

*  写者竞争到锁资源。在写者加锁，正在写的情况下，所有试图竞争这个锁的读者写者线程都会被阻塞。
 *  读者竞争到锁资源。在读写加锁，正在读的情况下，为了体现并行性，当有新读者试图读取并且申请加锁的时候，将被允许。也就是说，一块共享数据可以同时被多个读者读取。但当有写者试图写时，将被阻塞。直到所有的读者线程释放锁为止。

但是，通常在读者占用锁资源的情况下（可能有一个读者，可能有多个读者），当一个写者请求锁资源，系统通常会阻塞随后的读者请求。这样做可以保证被读的资源充足。并且防止读者一直占用锁，而写者长时间得不到满足。  
注意，共享数据这个概念是很重要的，读写锁也可以理解为就是用来保护这块共享数据的。

## 操作函数 ##

与互斥锁相同，读写锁也有自己的类型：pthread\_rwlock\_t。

### 初始化方式 ###

在创建互斥锁的时候有两种方式，①：定义一个全局变量pthread\_rwlock\_t。②利用malloc进行动态分配。切记不可定义成局部变量，读写锁是要被多个线程访问的，如果读写锁是被定义在一个线程内部的局部变量，当出了作用域被另一个线程访问时，这个锁就变成了无效的，还有可能引起无法预料的后果。

**-利用宏PTNREAD\_RWLOCK\_INITIALIZER**  
定义一个全局变量，直接利用宏PTNREAD\_RWLOCK\_INITIALIZER进行初始化。

pthread_rwlock\_t lock = PTNREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

**- 调用函数pthread\_rwlock\_init**  
定义一个局部的或者全局的读写锁，调用函数进行初始化。

#include <pthread.h>
    int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,
                  const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);

init函数有两个参数，第一个参数rwlock即为我们定义的读写锁，我们一般讲第二个参数attr指针设为null，代表互斥锁有默认属性。

### 摧毁 ###

在利用完读写锁释放空间之前，需要调用pthread\_rwlock\_destroy做一些清理工作，释放锁资源 。init负责分配初始化锁资源，那必须就有destroy负责回收。如果还没有调用detroy进行释放锁资源，内存空间就被释放了，那么分配给这个锁的资源就会丢失。

#include<pthread.h>
    int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

### 加锁解锁 ###

读写锁针对读者写者不同，设计了两种加锁函数。而解锁只有一种。

#include <pthread.h>
    
    //读者加锁
    int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    //写者加锁
    int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    //解锁
    int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

这三个函数都是成功返回0，失败返回错误码。所以在每次申请锁资源时，都应检测是否申请成功。

除了上面两个函数外，还有以下两个尝试加锁函数。当申请不到锁资源时，线程就会被阻塞，而有些线程不希望这样。所以就可以调用尝试加锁，成功返回0，失败时直接返回错误EBUSY。

#include<pthread.h>
    int pthread_rwlock_tyrrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
    int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

### 代码实例 ###

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<pthread.h>
    
    pthread_rwlock_t lock; //定义读写锁
    int data = 0;//定义共享数
    
    
    //读者线程
    void* thread_read(void* arg)
    {
        while(1)
        {
          sleep(1);
          //读者申请锁，成功返回0，
          if(pthread_rwlock_wrlock(&lock) == 0)
          {
              printf("Reader read a number: %d\n",data);
                pthread_rwlock_unlock(&lock);//解锁
          }
          else
          {
                printf("@\n@\n");
          }
        }
    }
    
    //写者线程
    void* thread_write(void* arg)
    {
        while(1)
        {
            usleep(50000);
            //写者申请锁，成功返回0.
            if(pthread_rwlock_wrlock(&lock) == 0)
            {
                data++;
                printf("Writer write a number: %d\n",data);
                pthread_rwlock_unlock(&lock);//解锁
            }
            else
            {
                printf("@\n@\n");
            }
    
    {
    
        pthread_rwlock_init(&lock,NULL);//init函数初始化锁，分配锁资源
    
        pthread_t reader;
        pthread_t writer;
        //创建读者线程
        pthread_create(&reader,NULL,thread_read,NULL);
        //创建写者线程
        pthread_create(&writer,NULL,thread_write,NULL);
    
        pthread_join(reader,NULL);
        pthread_join(writer,NULL);
    
        pthread_rwlock_destroy(&lock);//释放锁资源
    
        return 0;
    }