情景:
多线程编程中,通常某些数据是在多个线程间共享的,由于线程的并发行,一个线程读写的过程中另一个线程也极大可能同时读写, 这必然造成公共资源的错乱, 引起程序错误, 此时对公共资源的保护实在必行了, 需要使用公共资源之前, 先“锁”住, 防止其它线程更改,等待当前使用完成“解锁”后,其余线程才可以更改, 此种情形引出多种锁模型,适用于不同情形:
1. 多线程争抢修改资源,都需要独占式修改 – 互斥独占式访问
2. 多个线程只是读资源,并不修改 – 实际上不需要锁
3. 某些线程修改,另一部分只是读取 – 写线程必须互斥独占式访问,读线程可共享式访问
实际上述情景3也可以全部独占互斥访问, 如果存在多个读取线程, 独占式需要逐个加锁、解锁访问,效率低下, 读写锁Write/Read lock 应运而生。
读写锁(Write/Read lock)
读写锁也叫做共享-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。
那么读写锁如何实现呢? 在*nix 平台借助于pthread_rwlock_t 实现起来比较简单, 选用“准”标准库boost 中实现方式,代码如下:
//! A light read/write mutex that maps directly onto POSIX threading library
class light_rw_mutex
{
private:
pthread_rwlock_t m_Mutex;
private:
light_rw_mutex(light_rw_mutex const&); // Noncopyable
light_rw_mutex& operator= (light_rw_mutex const&); // Noncopyable
public:
light_rw_mutex()
{
pthread_rwlock_init(&m_Mutex, NULL);
}
~light_rw_mutex()
{
pthread_rwlock_destroy(&m_Mutex);
}
void lock_shared()
{
pthread_rwlock_rdlock(&m_Mutex);
}
void unlock_shared()
{
pthread_rwlock_unlock(&m_Mutex);
}
void lock()
{
pthread_rwlock_wrlock(&m_Mutex);
}
void unlock()
{
pthread_rwlock_unlock(&m_Mutex);
}
};
有了上述参照,自己封装读写锁却也不难。
class RLock
{
public:
RLock( light_rw_mutex & lock ) : mLock( lock )
{
mLock.lock_shared();
}
~RLock()
{
mLock.unlock_shared();
}
private:
light_rw_mutex & mLock; //注意这里是引用
private: // disable
RLock();
RLock(const RLock &);
const RLock & operator = (const RLock &);
};
class WLock
{
public:
WLock(light_rw_mutex & lock ) : mLock( lock )
{
mLock.lock();
}
~WLock()
{
mLock.unlock();
}
private:
light_rw_mutex & mLock; //注意这里是引用
private: // disable
WLock();
WLock(const WLock &);
const WLock & operator = (const WLock &);
};
既然有“准”标准库boost, 也可以直接使用boost 已经实现的代码,简单方便:
//头文件
#include <boost/thread/locks.hpp>
#include <boost/thread/shared_mutex.hpp>
// 简单定义
typedef boost::shared_mutex Lock;
typedef boost::unique_lock< Lock > WriteLock;
typedef boost::shared_lock< Lock > ReadLock;
//使用example
Lock myLocker; // or light_rw_mutex myLocker;
void ReadFunction()
{
ReadLock rLock(myLocker); // or RLock rLock(myLocker);
//Read common resource
}
void WriteFunction()
{
WriteLock wLock(myLocker); // or WLock wLock(myLocker);
//Write common resource
}