前一篇文章分析了Windows slim read/write lock的工作原理。我們知道它的設計相當精妙，于是我們可以借鑒它的思路來設計linux下的讀寫鎖。
在這個讀寫鎖的設計上，需要注意的是linux和windows有以下幾點區別：
(1)windows使用的keyedevent機制需要使用linux下的機制代替。這里我們選用futex機制來模擬。linux下的futex機制對外表現為下面這個接口：
int futex(int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout, int *uaddr2, int val3)
但是由于沒有公開提供該接口，所有我們需要使用syscall來調用它，如下：
#define futex(addr1, op, val, rel, addr2, val3) \
syscall(SYS_futex, addr1, op, val, rel, addr2, val3)
#define futex_wait_always(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAIT, *(int*)(addr1), 0, 0, 0)
#define futex_wake_single(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAKE, 1, 0, 0, 0)
在這里我們主要使用單個線程死等和喚醒單個線程兩項操作。關于futex的其他知識可以參考搜索引擎，不再贅述。
(2)futex的wake機制和KeyedEvent有所區別。NtReleaseKeyedEvent喚醒等待線程時，如果此時尚不存在等待者，NtReleaseKeyedEvent會阻塞，直到有等待者出現。但是，通過在linux環境 “Linux version 3.2.0-23-generic? (gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu4) ) #36-Ubuntu SMP Tue Apr 10 20:39:51 UTC 2012?”下?的測試，FUTEX_WAKE在沒有等待者的情況下任然會直接返回，不會等待，于是采用的下面的代碼模擬NtReleaseKeyedEvent。要注意到，FUTEX_WAKE的返回值是實際喚醒線程的個數，
while(1 != (futex_wake_single(tmp2)))
{
unsigned int n = 0;
RtlBackoff(&n);
}
(3)linux下的_mm_pause并不是真的調用了cpu的pause指令，而是用nop指令代替，這和VC的編譯結果是不一樣的，因此需要實現一個自己的__mm_pause:
__inline void __attribute__((__gnu_inline__, __always_inline__, __artificial__))
__mm_pause (void)
{
__asm__ __volatile__ ("pause" : : :"memory");
}
(4)關于函數局部變量要對齊到16字節的問題，在現在新版本的gcc編譯環境下可以不考慮，gcc默認是對齊到16字節的。當然也可以指定函數屬性，如下：
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockExclusive(SRWLOCK* pSRWLock);
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockShared(SRWLOCK* pSRWLock);
(5)VC提供的interlockedXXX系列函數相當豐富，需要使用gcc提供的__syncXXXX系列的十來個函數來代替，相當蛋疼。
由于原生態的讀寫鎖CRWLock不支持同一線程的遞歸鎖操作，所有增加了一個CRWLockRecur類，其中記錄了線程id用于實現遞歸鎖功能。CRWLock類的代碼經過了30個線程1.5億次隨機加解鎖操作測試，能夠穩定工作。好了下面貼出頭文件部分代碼，完整代碼比較長，就不貼了，可以到http://download.csdn.net/detail/yichigo/7603735下載參考，完全免費。歡迎指正！
#ifndef __RW_LOCK_H__
#define __RW_LOCK_H__
#if defined(_WIN32) || defined(WIN32) || defined(_WIN64)
#if !defined(RWL_WINDOWS)
#define RWL_WINDOWS
#endif // WIN32 or _WIN32
#elif defined(__linux__) || defined(__linux)
#if !defined(RWL_LINUX)
#define RWL_LINUX
#endif
#endif // not RWL_WINDOWS
#ifdef RWL_WINDOWS
#include
#else
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#endif
#ifdef RWL_WINDOWS
#if !defined(ASSERT)
#define ASSERT(f) ((f) || (__debugbreak(),0))
#endif
#else /// linux
#define ASSERT assert
//
// int futex(int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout, int *uaddr2, int val3);
#define futex(addr1, op, val, rel, addr2, val3) \
syscall(SYS_futex, addr1, op, val, rel, addr2, val3)
#define futex_wait_always(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAIT, *(int*)(addr1), 0, 0, 0)
#define futex_wake_single(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAKE, 1, 0, 0, 0)
//
// linux下的_mm_pause不是真正的pause
// 自己實現一個
__inline void __attribute__((__gnu_inline__, __always_inline__, __artificial__))
__mm_pause (void)
{
__asm__ __volatile__ ("pause" : : :"memory");
}
#define SRWLockSpinCount 1024
#define Busy_Lock1// 已經有人獲取了鎖
#define Wait_Lock2// 有人等待鎖
#define Release_Lock4// 說明已經有人釋放一次鎖
#define Mixed_Lock8// 共享鎖、獨占鎖并存
#define EXTRACT_ADDR(s)((s) & (~0xf)) // 去掉低4位
#endif
#ifdef RWL_WINDOWS
class CRWLock
{
public:
CRWLock();
~CRWLock();
void ExclusiveLock();
void SharedLock();
void ReleaseExclusiveLock();
void ReleaseSharedLock();
private:
SRWLOCK m_SRWLock;
};
#else /// linux
class CRWLock
{
struct SRWLOCK {
size_t Ptr;
};
struct _SyncItem
{
int ifutex;
_SyncItem* back;
_SyncItem* notify;
_SyncItem* next;
size_t shareCount;
size_t flag;
};
public:
CRWLock();
~CRWLock();
void ExclusiveLock();
void SharedLock();
void ReleaseExclusiveLock();
void ReleaseSharedLock();
private:
void RtlInitializeSRWLock(SRWLOCK* pSRWLock);
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockExclusive(SRWLOCK* pSRWLock);
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockShared(SRWLOCK* pSRWLock);
void RtlReleaseSRWLockExclusive(SRWLOCK* pSRWLock);
void RtlReleaseSRWLockShared(SRWLOCK *pSRWLock);
void RtlpWakeSRWLock(SRWLOCK* pSRWLock, size_t st);
void RtlBackoff(unsigned int *pCount);
void RtlpOptimizeSRWLockList(SRWLOCK* pSRWLock, size_t st);
private:
SRWLOCK m_SRWLock;
};
#endif
//
//
// 增加一個獲取獨占鎖線程id記錄
// 實現獨占鎖遞歸支持
//
class CRWLockRecur : public CRWLock
{
public:
CRWLockRecur()
{
m_tid = -1;
m_nRecursion = 0;
}
~CRWLockRecur()
{
}
void OwnLock()
{
if (m_tid != GetTid())
{
ExclusiveLock();
m_tid = GetTid();
}
m_nRecursion++;
}
void ShareLock()
{
SharedLock();
}
void UnOwnLock()
{
m_nRecursion--;
if (0 == m_nRecursion)
{
m_tid = 0;
ReleaseExclusiveLock();
}
}
void UnShareLock()
{
ReleaseSharedLock();
}
private:
size_t GetTid()
{
#ifdef RWL_WINDOWS
return GetCurrentThreadId();
#else
return pthread_self();
#endif
}
private:
size_t m_tid;
unsigned int m_nRecursion;
};
#endif
