实现线程读写锁的四种方法

实现线程读写锁的四种方法

2014-05-07 21:19 1090人阅读 评论(0) 收藏 举报


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Linux 操作系统（31） 


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对于某个临界资源的访问，读操作和写操作是要区别对待的。读操作可以多个线程同时进行，写操作必须互斥进行。

读写锁：当已经被加了读锁时，其他的读模式锁请求仍然可以访问，但是写模式锁不能访问；当写模式锁加锁时，其他的请求都不能访问。

本文尝试用四种方法来完成读写锁的操作，都包含有写模式和读模式各自所要做的事情。

1、直接使用POSIX提供的读写锁

2、用条件变量实现读写锁

3、用互斥量实现读写锁

4、用信号量实现读写锁

直接使用读写锁

pthread中直接为我们提供的。

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#include <pthread.h>      //多线程、读写锁所需头文件  

  

pthread_rwlock_t  rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER; //定义和初始化读写锁  

  

写模式：  

pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);     //加写锁  

写写写……  

pthread_rwlock_unlock(&rwlock);     //解锁    

  

  

  

读模式：  

pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);      //加读锁  

读读读……  

pthread_rwlock_unlock(&rwlock);     //解锁   

用条件变量实现读写锁

这里用条件变量+互斥锁来实现。注意：条件变量必须和互斥锁一起使用，等待、释放的时候都需要加锁。

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#include <pthread.h> //多线程、互斥锁所需头文件  

  

pthread_mutex_t  mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;      //定义和初始化互斥锁  

pthread_cond_t  cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;       //定义和初始化条件变量  

  

  

写模式：  

pthread_mutex_lock(&mutex);     //加锁  

while(w != 0 || r > 0)  

{  

     pthread_cond_wait(&cond, &mutex);      //等待条件变量的成立  

}  

w = 1;  

  

pthread_mutex_unlock(&mutex);  

写写写……  

pthread_mutex_lock(&mutex);  

w = 0;  

pthread_cond_broadcast(&cond);       //唤醒其他因条件变量而产生的阻塞  

pthread_mutex_unlock(&mutex);    //解锁  

  

  

读模式：  

pthread_mutex_lock(&mutex);       

while(w != 0)  

{  

     pthread_cond_wait(&cond, &mutex);      //等待条件变量的成立  

}  

r++;  

pthread_mutex_unlock(&mutex);  

读读读……  

pthread_mutex_lock(&mutex);  

r- -;  

if(r == 0)  

     pthread_cond_broadcast(&cond);       //唤醒其他因条件变量而产生的阻塞  

pthread_mutex_unlock(&mutex);    //解锁  

用互斥锁实现读写锁

这里使用2个互斥锁+1个整型变量来实现。

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#include <pthread.h> //多线程、互斥锁所需头文件  

pthread_mutex_t r_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;      //定义和初始化互斥锁  

pthread_mutex_t w_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   

int readers = 0;     //记录读者的个数  

  

写模式：  

pthread_mutex_lock(&w_mutex);  

写写写……  

pthread_mutex_unlock(&w_mutex);  

  

  

读模式：  

pthread_mutex_lock(&r_mutex);           

  

if(readers == 0)  

     pthread_mutex_lock(&w_mutex);  

readers++;  

pthread_mutex_unlock(&r_mutex);   

读读读……  

pthread_mutex_lock(&r_mutex);  

readers- -;  

if(reader == 0)  

     pthread_mutex_unlock(&w_mutex);  

pthread_mutex_unlock(&r_mutex);   

用信号量来实现读写锁

这里使用2个信号量+1个整型变量来实现。令信号量的初始数值为1，那么信号量的作用就和互斥量等价了。

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#include <semaphore.h>     //线程信号量所需头文件  

  

sem_t r_sem;     //定义信号量  

sem_init(&r_sem, 0, 1);     //初始化信号量   

  

sem_t w_sem;     //定义信号量  

sem_init(&w_sem, 0, 1);     //初始化信号量    

int readers = 0;  

  

写模式：  

sem_wait(&w_sem);  

写写写……  

sem_post(&w_sem);  

  

  

读模式：  

sem_wait(&r_sem);  

if(readers == 0)  

     sem_wait(&w_sem);  

readers++;  

sem_post(&r_sem);  

读读读……  

sem_wait(&r_sem);  

readers- -;  

if(readers == 0)  

     sem_post(&w_sem);  

sem_post(&r_sem);