Linux執行緒同步機制三 讀寫鎖rwlock

一、讀寫鎖基本原理

在對資料的讀寫應用中，很多情況是大量的讀操作，而寫操作較少，例如對資料庫資料的訪問。顯然使用互斥鎖將極大地影響效率。為滿足這一應用領域，posix執行緒提供了讀寫鎖機制，騎基本原則如下：

1.如果當前執行緒讀資料，則允許其他執行緒執行讀操作，但不允許寫操作；

2.如果當前執行緒寫資料，則其他執行緒的讀、寫操作均不允許。

因此，讀寫鎖分為了讀鎖和寫鎖。具體如下所示：

1.如果某執行緒申請了讀鎖，其他執行緒可以再申請讀鎖，但不能申請寫鎖；

2.如果某執行緒申請了寫鎖，則其他執行緒不能申請讀鎖，也不能申請寫鎖。

二、讀寫鎖基本操作函式

讀寫鎖基本操作函式如下表所示：

1.初始化讀寫鎖

在使用讀寫鎖前，需要定義讀寫斥鎖（全域性變數），定義讀寫鎖的**入下：

pthread_rwlock_t rwlock;

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t* rwlock, pthread_rwlockattr_t* attr);

第2個引數attr指向屬性物件的指標，該屬性定義要初始化的讀寫鎖的特性，此引數設定為null時，則使用預設屬性。

函式執行成功是返回0，否則返回乙個錯誤編號，以指明錯誤。

下面是一段初始化讀寫鎖的**：

pthread_rwlock_t rwlock;

pthread_rwlockattr_tcattr;
int ret;
ret = pthread_rwlock_init(&cv, null);      // 使用預設屬性初始化讀寫鎖
ret = pthread_rwlock_init(&cv, &cattr);    // 使用自定義屬性初始化讀寫鎖

pthread_rwlock_t rwlock = pthread_rwlock_initializer;

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t* rwlock);

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t* rwlock);

兩函式執行成功時返回0。否則，返回錯誤編號以指明錯誤。

3.申請寫鎖

pthread_rwlock_wrlock()函式以阻塞的方式來申請讀鎖，其函式宣告如下：

int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t* rwlock);

int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t* rwlock);

兩函式執行成功時返回0。否則，返回錯誤編號以指明錯誤（未設定errno變數）。

4.解鎖

無弄是讀鎖還是寫鎖都將使用函式pthread_rwlock_unlock()來釋放鎖，此函式宣告如下：

int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t* rwlock);

1.如果呼叫此函式來釋放讀鎖，但當前還有其他讀鎖定，則保持讀鎖定狀態，只不過當前執行緒已不再是其所有者之一。只有當最後乙個讀鎖釋放，則讀寫鎖將處於解鎖狀態。

2.如果呼叫此函式釋放寫鎖，則置讀寫鎖為解鎖狀態。

此函式執行成功時返回0。否則，返回錯誤編號以指明錯誤。

5.銷毀讀寫鎖

pthread_rwlock_destroy()函式用來銷毀讀寫鎖，其函式申明如下:

int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t* rwlock);

函式執行成功時返回0。否則，返回錯誤編碼號以指明錯誤。

三、示例

下面通過4個執行緒對乙個全域性變數的操作來展示，其中2個執行緒是讀操作，2個執行緒是寫操作，**如下所示：

#include 

#include 
int num = 0;
pthread_rwlock_t rwlock;
void* pth_read(void* arg)
pthread_exit(0);
}void* pth_write(void* arg)
pthread_exit(0);
}int main()  
ret = pthread_create(&tid2, null, pth_read, "b");
if (0 != ret) 
ret = pthread_create(&tid3, null, pth_write, "c");
if (0 != ret) 
ret = pthread_create(&tid4, null, pth_write, "d");
if (0 != ret) 
pthread_join(tid1, null);
pthread_join(tid2, null);
pthread_join(tid3, null);
pthread_join(tid4, null);
// 銷毀鎖
pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
return
0;}

由上圖可知，在別的執行緒（a執行緒）持有讀鎖的時候，其他執行緒（b執行緒）還可以獲取到讀鎖。但只有當所有的讀鎖釋放後寫鎖才能持有。同樣只有當寫鎖釋放時，讀鎖才能獲取到鎖。

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