C++读写锁shared_mutex实现

C++读写锁shared_mutex实现

shared_mutex即读写锁，不同与我们常用的独占式锁mutex，shared_mutex是共享与独占共存的锁，实现了读写锁的机制，即多个读线程一个写线程，通常用于对于一个共享区域的读操作比较频繁，而写操作比较少的情况。
读写锁比起mutex具有更高的适用性，具有更高的并行性，可以有多个线程同时占用读模式的读写锁，但是只能有一个线程占用写模式的读写锁，读写锁的基本规则可以总结为“写优先，读共享，交叉互斥“，具体表现为读写锁的三种状态：

---

	（1）当读写锁是写加锁状态时，在这个锁被解锁之前，所有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞。（交叉互斥）
    （2）当读写锁在读加锁状态时，所有试图以读模式对它进行加锁的线程都可以得到访问权，但是以写模式对它进行加锁的线程将会被阻塞。（读共享，交叉互斥）
    （3）当读写锁在读模式的锁状态时，如果有另外的线程试图以写模式加锁，读写锁通常会阻塞随后的读模式锁的请求，这样可以避免读模式锁长期占用，而等待的写模式锁请求则长期阻塞。（写优先）

代码实现

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/shared_mutex.hpp>    
#include <boost/ref.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;

在makefile中引入动态库文件 -lboost_system -lboost_thread

int g_num = 10;      //全局变量，写者改变该全局变量，读者读该全局变量
boost::shared_mutex s_mu;   //全局shared_mutex对象
//写线程
void read_(std::string &str)
{
	const char* c = str.c_str();
	while (1)
	{
		{
			boost::shared_lock <  boost::shared_mutex > lock(s_mu);    //读锁定，shared_lock
			printf("线程%s进入临界区，global_num = %d\n", c, g_num);
			//boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(1));    //sleep 1秒，给足够的时间看其他线程是否能进入临界区
			printf("线程%s离开临界区...\n", c);
		}
		
		//boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(1));   //读线程离开后再slpp 1秒（改变这个值可以看到不一样的效果）
	}
}
//读线程
void writer_(std::string &str)
{
	const char* c = str.c_str();
	while (1)
	{
		{
			 boost::unique_lock <  boost::shared_mutex > lock(s_mu);    //写锁定，unique_lock
			++g_num;
			printf("线程%s进入临界区，global_num = %d\n", c, g_num);

			usleep(1000*1000);//这里故意延时1秒钟，可以很直观的看到写锁定的时候，读锁是阻塞状态的
			//boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(1));    //sleep 1秒，让其他线程有时间进入临界区
			printf("线程%s离开临界区...\n", c);
		}
		usleep(10*1000);
		//boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(2));   //写线程离开后再slpp 2秒，这里比读线程多一秒是因为如果这里也是1秒，那两个写线程一起请求锁时会让读线程饥饿
	}
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	std::cout << "Hello world!" << std::endl;
	std::string r1 = "read_1";
	std::string r2 = "read_2";
	std::string w1 = "writer_1";
	std::string w2 = "writer_2";
 
	boost::thread_group tg;
	tg.create_thread(bind(read_, boost::ref(r1)));   //两个读者
	tg.create_thread(bind(read_, boost::ref(r2)));
 
	tg.create_thread(bind(writer_, boost::ref(w1)));  //两个写者
	tg.create_thread(bind(writer_, boost::ref(w2)));
	tg.join_all();
	while (1);
	return 0;
}