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线程同步——读写锁

article 2025/4/2 12:58:28

Linux——线程同步读写锁

一、基本概念

1.1 读写锁的基本概念

1.2 读写锁的优点

1.3 读写锁的实现

1.4 代码实现

一、基本概念

线程同步中的读写锁（Read-Write Lock），也常被称为共享-独占锁（Shared-Exclusive Lock），是一种用于控制对共享资源的并发访问的同步机制。它允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。读写锁的设计目的是在多线程环境中提高并发性能，特别是在读操作远多于写操作的场景中。读写锁与互斥锁区别就是读锁和写锁是分开的

1.1 读写锁的基本概念

读写锁通常由两个锁组成：

读锁（Shared Lock）：允许多个线程同时获取读锁，这意味着多个线程可以同时读取共享资源。当至少有一个线程持有读锁时，其他线程不能获取写锁。
写锁（Exclusive Lock）：只允许一个线程获取写锁，这意味着在任何时刻只有一个线程可以写入共享资源。当线程持有写锁时，其他线程既不能获取读锁也不能获取写锁。

1.2 读写锁的优点

提高并发性：在读取操作远多于写入操作的情况下，读写锁可以显著提高程序的并发性能，因为它允许多个线程同时读取共享资源。
避免写饥饿：由于写锁的优先级通常高于读锁，可以避免长时间只进行读操作而使写操作饥饿的情况。
灵活性：读写锁提供了一种灵活的机制来控制对共享资源的访问，可以根据实际需要选择获取读锁或写锁。

1.3 读写锁的实现

pthread_rwlock_init 初始化读写锁

pthread_rwlock_rdlock 获取（锁定）一个读写锁以进行读取。

pthread_rwlock_wrlock 获取（锁定）一个读写锁以进行写入。

pthread_rwlock_unlock 释放一个读写锁解锁

pthread_rwlock_destroy 销毁一个读写锁

1.4 代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

pthread_rwlock_t lock;//定义了一个变量lock

void* fun1(void* arg)//模拟读同时进行和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)//读
{
    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)//写 只允许一个进行
{
    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);
}

读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。

这里定义了一个全局的读写锁lock，用于控制对共享资源的访问。

这段代码通过使用读写锁来同步多个线程对共享资源的访问。读线程可以同时访问共享资源，而写线程则需要独占访问。通过这种方式，可以有效地提高程序的并发性能，特别是在读操作远多于写操作的场景中。