5.线程与并发同步-linux学习笔记-读写锁

最新推荐文章于 2025-12-17 20:38:40 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-17 20:38:40 发布 · 182 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

Linux环境编程专栏收录该内容

28 篇文章

订阅专栏

本文深入解析读写锁机制，探讨其在并发控制中的优势及应用场景，尤其适合读操作远超写操作的数据结构，通过示例代码展示读写锁在多线程环境下的使用方法。

读写锁
与互斥量类似，但读写锁允许更高的并行性。其特性为：写独占，读共享。
读写锁状态：
一把读写锁具备三种状态：
1. 读模式下加锁状态 (读锁)
2. 写模式下加锁状态 (写锁)
3. 不加锁状态
读写锁特性：
1.读写锁是“写模式加锁”时，解锁前，所有对该锁加锁的线程都会被阻塞。
2.读写锁是“读模式加锁”时，如果线程以读模式对其加锁会成功；如果线程以写模式加锁会阻塞。
3.读写锁是“读模式加锁”时，既有试图以写模式加锁的线程，也有试图以读模式加锁的线程。那么读写锁会阻塞随后的读模式锁请求。优先满足写模式锁。读锁、写锁并行阻塞，写锁优先级高
读写锁也叫共享-独占锁。当读写锁以读模式锁住时，它是以共享模式锁住的；当它以写模式锁住时，它是以独占模式锁住的。写独占、读共享。
读写锁非常适合于对数据结构读的次数远大于写的情况。

静态初始化
pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
动态初始化
pthread_rwlock_init(&rw_lock,NULL);

读写锁示例
看如下示例，同时有多个线程对同一全局数据读、写操作。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>

int counter=0;

pthread_rwlock_t rwlock=PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

/* 3个线程不定时写同一全局资源，5个线程不定时读同一全局资源 */
void *th_write(void *arg)
{
    int t, i = *(int*)arg;
    while (1) {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);//加写锁
        t = counter;
        sleep(rand()%2);
        printf("=======write %d: %lu: counter=%d ++counter=%d\n", i, pthread_self(), t, ++counter);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(rand()%2);
    }
    return NULL;
}
void *th_read(void *arg)
{
    int i = *(int*)arg;

    while (1) {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);//加读锁
        printf("----------------------------read %d: %lu: %d\n", i, pthread_self(), counter);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(rand()%2);
    }
    return NULL;
}
int main(void)
{
    int i;
    pthread_t tid[8];
    //pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

    for (i = 0; i < 3; i++)
	{
	    pthread_create(&tid[i], NULL, th_write, (void *)&i);
		usleep(10);//如果没有的话，我的传参打印都是0，加个usleep
	}
        
    for (i = 3; i < 8; i++)
    {
	    pthread_create(&tid[i], NULL, th_read, (void *)&i);
		usleep(10);
	}
	
    for (i = 0; i < 8; i++)
        pthread_join(tid[i], NULL);

    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    return 0;
}

部分编译输出：
=======write 0: 140516228192000: counter=0 ++counter=1
----------------------------read 3: 140516203013888: 1
----------------------------read 4: 140516194621184: 1
----------------------------read 5: 140516186228480: 1
----------------------------read 6: 140516177835776: 1
----------------------------read 7: 140516169443072: 1
=======write 1: 140516219799296: counter=1 ++counter=2
=======write 2: 140516211406592: counter=2 ++counter=3
----------------------------read 6: 140516177835776: 3
----------------------------read 3: 140516203013888: 3
----------------------------read 5: 140516186228480: 3
----------------------------read 4: 140516194621184: 3
----------------------------read 7: 140516169443072: 3
=======write 1: 140516219799296: counter=3 ++counter=4
----------------------------read 3: 140516203013888: 4
=======write 2: 140516211406592: counter=4 ++counter=5
----------------------------read 3: 140516203013888: 5
----------------------------read 7: 140516169443072: 5
=======write 0: 140516228192000: counter=5 ++counter=6
----------------------------read 5: 140516186228480: 6
----------------------------read 4: 140516194621184: 6