pthread_rwlock读写锁的使用细节

本文详细解析了pthread_rwlock_t结构体中的关键字段及其在多线程编程中的作用,特别是读写锁的加锁与解锁机制,帮助理解如何避免死锁。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

在使用的过程中,往往会有一些细节上的疑问,心中会有模棱两可的地方,然后自己做了试验,并记录下来。

首先,我们先来看一下 pthread_rwlock_t 结构体的定义:

  struct
  {
    int __lock;
    unsigned int __nr_readers;   
    unsigned int __readers_wakeup;
    unsigned int __writer_wakeup;
    unsigned int __nr_readers_queued;
    unsigned int __nr_writers_queued;
    /* FLAGS must stay at this position in the structure to maintain
       binary compatibility.  */
    unsigned char __flags;
    unsigned char __shared;
    unsigned char __pad1;
    unsigned char __pad2;
    int __writer;
  } __data;
# endif
  char __size[__SIZEOF_PTHREAD_RWLOCK_T];
  long int __align;
} pthread_rwlock_t;

在多线程编程中,死锁问题是比较难定位的一种,通过调用栈我们查看此时的pthread_rwlock_t信息,对我们定位问题的帮助是很大的。

我们通常关注的字段有:

1. __nr_readers,

2. __nr_readers_queued,

3. __nr_writers_queued,

4. __writer

那这四个字段,那当我们线程加锁时,是怎么反应并记录到这个结构体中的呢?

1. 当我们使用pthread_rwlock_rdlock()获取一次读锁时,__nr_readers字段就会加一,注意,就算是同一个线程,在已经获得读锁的情况下,再去获取读锁,__nr_readers字段仍然会加一的,当我们调用pthread_rwlock_unlock()一次时,__nr_readers就会减一,如果我们重复加了读锁,必须重复调用pthread_rwlock_unlock()来使__nr_readers减一,否则其他线程再想获取写锁时,是会阻塞的。

2.__writer记录此时是谁占用着写锁,每一个线程都会有用同的ID号表示。

3.__nr_readers_queued和__nr_writers_queued字段表示有多少线程正等待加锁。这里有一点值得注意的地方就是,当想要获取读锁,但是发现__nr_writers_queued字段不为0,可就是有别的线程在等待获取写锁时,且该线程的优先级高于或想同于自己的优先级时,自己是无法或许读锁的,即使当前pthread_rwlock_t只是被加了读锁,但是有高优先级的线程已经在等待加写锁,自己仍然阻塞,为什么要这样呢?如果不这样,那读锁就会很有可能被一直占着,想加写锁的被饿死的情况。

4. 如果自己已经获取了一次读锁,但是却错误的调用了两次pthread_rwlock_unlock(),会出现什么情况呢?自己在ubuntu上试了一下,__nr_readers变成了一个很大的数,也就是0又减一了,造成以后的写锁可能再也获取不了了!

5. 如果自己已经获取了写锁,再去加读锁,pthread_rwlock_wrlock()是会返回出错的。

6. 如果自己已经获取了读锁,再去加写锁,会出现死锁的。


#include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> //临界资源,应该使用volatile进行修饰,防止编译器对该变量进行优化 volatile int data = 10; //读写锁对象,必须是全局变量 pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER; //子线程B的任务,格式是固定的 void * task_B(void *arg) { //线程任务应该是死循环,并且不会退出 while(1) { //获取读操作的锁 pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); //对临界资源进行读操作 printf("I am Thread_B,data = %d\n",data); sleep(1); //释放读操作的锁 pthread_rwlock_unlock(&rwlock); } } //子线程C的任务,格式是固定的 void * task_C(void *arg) { //线程任务应该是死循环,并且不会退出 while(1) { //获取读操作的锁 pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); //对临界资源进行读操作 printf("I am Thread_C,data = %d\n",data); sleep(1); //释放读操作的锁 pthread_rwlock_unlock(&rwlock); } } //主线程 A int main(int argc, char const *argv[]) { //1.对创建的读写锁对象进行初始化 pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL); //2.创建子线程 pthread_t thread_B; pthread_t thread_C; pthread_create(&thread_B,NULL,task_B,NULL); pthread_create(&thread_C,NULL,task_C,NULL); //3.进入死循环,主线程需要对临界资源进行修改 while(1) { //主线程会阻塞等待,10s会解除阻塞 sleep(10); //获取写操作的锁 pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); //对临界资源进行读操作 data += 20; printf("I am main_Thread,data = %d\n",data); sleep(5); //释放写操作的锁 pthread_rwlock_unlock(&rwlock); } return 0; }
07-09
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值