介紹
- shared_mutex即讀寫鎖,不同與我們常用的獨占式鎖mutex,shared_mutex是共享與獨占共存的鎖,實現了讀寫鎖的機制,即多個讀線程一個寫線程,通常用于對于一個共享區域的讀操作比較頻繁,而寫操作比較少的情況。
- 讀寫鎖比起mutex具有更高的適用性,具有更高的并行性,可以有多個線程同時占用讀模式的讀寫鎖,但是只能有一個線程占用寫模式的讀寫鎖,讀寫鎖的基本規則可以總結為“寫優先,讀共享,交叉互斥“,具體表現為讀寫鎖的三種狀態:
? ? ? ? (1)當讀寫鎖是寫加鎖狀態時,在這個鎖被解鎖之前,所有試圖對這個鎖加鎖的線程都會被阻塞。(交叉互斥)
? ? ? ? (2)當讀寫鎖在讀加鎖狀態時,所有試圖以讀模式對它進行加鎖的線程都可以得到訪問權,但是以寫模式對它進行加鎖的線程將會被阻塞。(讀共享,交叉互斥)
? ? ? ? (3)當讀寫鎖在讀模式的鎖狀態時,如果有另外的線程試圖以寫模式加鎖,讀寫鎖通常會阻塞隨后的讀模式鎖的請求,這樣可以避免讀模式鎖長期占用,而等待的寫模式鎖請求則長期阻塞。(寫優先)
- 注:其實在讀者-寫者問題中,有讀者優先和寫者優先兩種模式,只是在boost中的shared_mutex默認的實現是寫者優先,這其實也是有道理的,因為在我們總是希望讀到的數據是最新的,這就得保證寫者優先。
- 下面通過一個 boost::shared_mutex的應用實例來反應其鎖機制,該例子中我們建立多個讀者線程,兩個寫者線程,程序的實際運行結果很直接的反應了shared_mutex應用情況。
代碼
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/ref.hpp>
#include <string>boost::shared_mutex global_mutex;
int global_num = 10;//全局變量,寫者改變全局變量,讀者讀全局變量//讀線程
void read_thread(std::string &name){boost::shared_lock<boost::shared_mutex> lock(global_mutex);//讀鎖定 shared_lockprintf("線程%s搶占了資源,global_num = %d\n",name.c_str(),global_num);boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(1));printf("線程%s釋放了資源...\n",name.c_str());
}//寫線程
void write_thread(std::string &name){boost::unique_lock<boost::shared_mutex> lock(global_mutex);//寫鎖定 unique_lockglobal_num++;//寫線程改變數據的數值printf("線程%s搶占了資源,global_num = %d\n",name.c_str(),global_num);boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(1));printf("線程%s釋放了資源...\n",name.c_str());}
int main(){std::string read_thread_r1 = "read_thread_r1";std::string read_thread_r2 = "read_thread_r2";std::string read_thread_r3 = "read_thread_r3";std::string read_thread_r4 = "read_thread_r4";std::string read_thread_r5 = "read_thread_r5";std::string write_thread_w1 = "write_thread_w1";std::string write_thread_w2 = "write_thread_w2";boost::thread_group tg;tg.create_thread(boost::bind(read_thread,boost::ref(read_thread_r1)));tg.create_thread(boost::bind(read_thread,boost::ref(read_thread_r2)));tg.create_thread(boost::bind(read_thread,boost::ref(read_thread_r3)));tg.create_thread(boost::bind(read_thread,boost::ref(read_thread_r4)));tg.create_thread(boost::bind(read_thread,boost::ref(read_thread_r5)));tg.create_thread(boost::bind(write_thread,boost::ref(write_thread_w1)));tg.create_thread(boost::bind(write_thread,boost::ref(write_thread_w2)));tg.join_all();return 0;
}
程序運行結果
結論
- 從運行結果中可以看出,如果是讀者獲得了shared_mutex,則其他讀者可以同時搶占資源,但如果是寫者獲得了shared_mutex,則其他的寫者或讀者都不能進入臨界區,即同時只有一個寫者能進入臨界區。?
?