Linux——線程同步 讀寫鎖

目錄

一、基本概念

1.1 讀寫鎖的基本概念

1.2 讀寫鎖的優點

1.3 讀寫鎖的實現?

1.4 代碼實現

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一、基本概念

線程同步中的讀寫鎖（Read-Write Lock），也常被稱為共享-獨占鎖（Shared-Exclusive Lock），是一種用于控制對共享資源的并發訪問的同步機制。它允許多個線程同時讀取共享資源，但只允許一個線程寫入共享資源。讀寫鎖的設計目的是在多線程環境中提高并發性能，特別是在讀操作遠多于寫操作的場景中。讀寫鎖與互斥鎖區別就是讀鎖和寫鎖是分開的

1.1 讀寫鎖的基本概念

讀寫鎖通常由兩個鎖組成：

1. 讀鎖（Shared Lock）：允許多個線程同時獲取讀鎖，這意味著多個線程可以同時讀取共享資源。當至少有一個線程持有讀鎖時，其他線程不能獲取寫鎖。

2. 寫鎖（Exclusive Lock）：只允許一個線程獲取寫鎖，這意味著在任何時刻只有一個線程可以寫入共享資源。當線程持有寫鎖時，其他線程既不能獲取讀鎖也不能獲取寫鎖。

1.2 讀寫鎖的優點

1. 提高并發性：在讀取操作遠多于寫入操作的情況下，讀寫鎖可以顯著提高程序的并發性能，因為它允許多個線程同時讀取共享資源。

2. 避免寫饑餓：由于寫鎖的優先級通常高于讀鎖，可以避免長時間只進行讀操作而使寫操作饑餓的情況。

3. 靈活性：讀寫鎖提供了一種靈活的機制來控制對共享資源的訪問，可以根據實際需要選擇獲取讀鎖或寫鎖。

1.3 讀寫鎖的實現?

pthread_rwlock_init 初始化讀寫鎖

pthread_rwlock_rdlock?獲取（鎖定）一個讀寫鎖以進行讀取。

pthread_rwlock_wrlock?獲取（鎖定）一個讀寫鎖以進行寫入。

pthread_rwlock_unlock 釋放一個讀寫鎖 解鎖

pthread_rwlock_destroy 銷毀一個讀寫鎖

1.4 代碼實現

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>pthread_rwlock_t lock;//定義了一個變量lockvoid* fun1(void* arg)//模擬讀同時進行和2
{for(int i=0;i<20;i++){pthread_rwlock_rdlock(&lock);printf("fun1 read start:   \n");sleep(1);printf("fun1 read end:    \n");pthread_rwlock_unlock(&lock);sleep(1);}
}void* fun2(void* arg)//讀
{for(int i=0;i<10;i++){pthread_rwlock_rdlock(&lock);printf("fun2 read start:   \n");sleep(1);printf("fun2 read end:    \n");pthread_rwlock_unlock(&lock);sleep(1);}
}void* fun3(void* arg)//寫 只允許一個進行
{for(int i=0;i<8;i++){pthread_rwlock_wrlock(&lock);sleep(1);printf("    fun3 write start:   \n");sleep(1);printf("    fun3 write end:     \n");pthread_rwlock_unlock(&lock);sleep(1);}
}
int main()
{pthread_rwlock_init(&lock,NULL);pthread_t id1,id2,id3;pthread_create(&id1,NULL,fun1,NULL);pthread_create(&id2,NULL,fun2,NULL);pthread_create(&id3,NULL,fun3,NULL);pthread_join(id1,NULL);pthread_join(id2,NULL);pthread_join(id3,NULL);pthread_rwlock_destroy(&lock);
}

讀寫鎖允許多個線程同時讀取共享資源，但只允許一個線程寫入共享資源。

• 這里定義了一個全局的讀寫鎖lock，用于控制對共享資源的訪問。

• 這段代碼通過使用讀寫鎖來同步多個線程對共享資源的訪問。讀線程可以同時訪問共享資源，而寫線程則需要獨占訪問。通過這種方式，可以有效地提高程序的并發性能，特別是在讀操作遠多于寫操作的場景中。