读写锁(同步)

读写锁与互斥量类似(本质上是基于互斥变量实现的),不过读写锁允许更改的并行性。 互斥量要么是锁住状态,要么就是不加锁状态,而且一次只有一个线程可以对其加锁。

读写锁可以有3种状态:

  1. 读模式下加锁状态
  2. 写模式加锁状态
  3. 不加锁状态。

> 一次只有一个线程可以占有写模式的读写锁,但是多个线程可以同时占有度模式的读写锁。

读写锁的特点

  1. 如果有其它线程读数据,则允许其它线程执行读操作,但不允许写操作;
  2. 如果有其它线程写数据,则其它线程都不允许读、写操作。

读写锁的规则:

如果某线程申请了读锁,其它线程可以再申请读锁,但不能申请写锁; 如果某线程申请了写锁,其它线程不能申请读锁,也不能申请写锁。 读写锁适合于对数据结构的读次数比写次数多得多的情况。

#include <pthread.h>
// 初始化读写锁
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock,const pthread_rwlockattr_t *attr);

// 申请读锁
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock ); 

// 申请写锁
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock ); 

// 尝试以非阻塞的方式来在读写锁上获取写锁,
// 如果有任何的读者或写者持有该锁,则立即失败返回。
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock); 

// 解锁
int pthread_rwlock_unlock (pthread_rwlock_t *rwlock); 

// 销毁读写锁
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

实现

// 一个使用读写锁来实现 4 个线程读写一段数据是实例。
// 在此示例程序中,共创建了 4 个线程,
// 其中两个线程用来写入数据,两个线程用来读取数据
#include <stdio.h>  
#include <unistd.h>  
#include <pthread.h>  

pthread_rwlock_t rwlock; //读写锁  
int num = 1;  

//读操作,其他线程允许读操作,却不允许写操作  
void *fun1(void *arg)  
{  
    while(1)  
    {  
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("read num first == %d\n", num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
}

//读操作,其他线程允许读操作,却不允许写操作  
void *fun2(void *arg)
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("read num second == %d\n", num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(2);
    }
}

//写操作,其它线程都不允许读或写操作  
void *fun3(void *arg)
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        num++;
        printf("write thread first\n");
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(2);
    }
}

//写操作,其它线程都不允许读或写操作  
void *fun4(void *arg)
{
    while(1)
    {  
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);  
        num++;  
        printf("write thread second\n");  
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);  
        sleep(1);  
    }  
}  

int main()  
{  
    pthread_t ptd1, ptd2, ptd3, ptd4;  

    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);//初始化一个读写锁  

    //创建线程  
    pthread_create(&ptd1, NULL, fun1, NULL);  
    pthread_create(&ptd2, NULL, fun2, NULL);  
    pthread_create(&ptd3, NULL, fun3, NULL);  
    pthread_create(&ptd4, NULL, fun4, NULL);  

    //等待线程结束,回收其资源  
    pthread_join(ptd1, NULL);  
    pthread_join(ptd2, NULL);  
    pthread_join(ptd3, NULL);  
    pthread_join(ptd4, NULL);  

    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);//销毁读写锁  

    return 0;  
}