qt 读写锁

在Qt框架中，QReadWriteLock 类提供了读写锁（Read-Write Lock）机制，用于实现高效的多线程同步。读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但写操作需要独占访问，从而在读写比例失衡的场景下提升性能。

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核心特性

1. 共享读锁：多个线程可同时获取读锁（lockForRead()），适合读多写少的场景。
2. 独占写锁：写锁（lockForWrite()）会阻塞所有其他读/写操作，确保数据一致性。
3. 可重入性：同一线程可多次获取读锁或写锁，但需配对释放。
4. 自动解锁辅助类：QReadLocker 和 QWriteLocker 可自动管理锁的生命周期。

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基本用法

1. 头文件引入

#include <QReadWriteLock>

2. 创建读写锁实例

QReadWriteLock rwLock;

3. 读取数据（共享访问）

rwLock.lockForRead(); // 获取读锁
// 安全读取共享数据
rwLock.unlock(); // 手动释放读锁

4. 写入数据（独占访问）

rwLock.lockForWrite(); // 获取写锁
// 安全修改共享数据
rwLock.unlock(); // 手动释放写锁

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使用辅助类自动管理锁

推荐使用 QReadLocker 和 QWriteLocker，它们在作用域结束时自动释放锁，避免忘记解锁。

示例：读操作

{
    QReadLocker locker(&rwLock); // 自动获取读锁
    // 读取共享数据（如QMap、QVector等）
} // 离开作用域时自动调用 unlock()

示例：写操作

{
    QWriteLocker locker(&rwLock); // 自动获取写锁
    // 修改共享数据
} // 离开作用域时自动调用 unlock()

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注意事项

1. 避免死锁：
   • 确保锁的获取顺序一致（如全局按资源地址排序）。
   • 避免在持有锁时调用可能阻塞的函数。
2. 递归锁：
   • 同一线程可重复获取读锁或写锁，但需配对释放。
   • 例如：获取写锁后，可再次获取读锁，但需先释放写锁。
3. 性能权衡：
   • 读写锁在“读多写少”场景下效率高，若读写比例接近，QMutex 可能更简单高效。

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适用场景

• 共享数据频繁被读取，偶尔被修改（如缓存系统、配置管理）。
• 需要避免 QMutex 在读操作时的竞争开销。

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示例代码

#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QReadWriteLock>
#include <QDebug>

class SharedData {
public:
    QReadWriteLock lock;
    int value = 0;

    void read() {
        QReadLocker locker(&lock);
        qDebug() << "Read:" << value << "Thread:" << QThread::currentThread();
    }

    void write(int newVal) {
        QWriteLocker locker(&lock);
        value = newVal;
        qDebug() << "Write:" << value << "Thread:" << QThread::currentThread();
    }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    SharedData data;

    // 启动多个读线程和一个写线程
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        QThread::create([&data]() {
            while (true) {
                data.read();
                QThread::msleep(100);
            }
        })->start();
    }

    QThread::create([&data]() {
        while (true) {
            data.write(qrand() % 100);
            QThread::msleep(1000);
        }
    })->start();

    return a.exec();
}

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通过合理使用读写锁，可以在保证线程安全的同时，显著提升多线程程序的并发性能。