线程读写锁的实现

转载：http://blog.csdn.net/ojshilu/article/details/25244389

对于某个临界资源的访问，读操作和写操作是要区别对待的。读操作可以多个线程同时进行，写操作必须互斥进行。

读写锁：当已经被加了读锁时，其他的读模式锁请求仍然可以访问，但是写模式锁不能访问；当写模式锁加锁时，其他的请求都不能访问。

本文尝试用四种方法来完成读写锁的操作，都包含有写模式和读模式各自所要做的事情。

1、直接使用POSIX提供的读写锁

2、用条件变量实现读写锁

3、用互斥量实现读写锁

4、用信号量实现读写锁

直接使用读写锁

pthread中直接为我们提供的。

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1. #include <pthread.h>      //多线程、读写锁所需头文件  
2.   
3. pthread_rwlock_t  rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER; //定义和初始化读写锁  
4.   
5. 写模式：  
6. pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);     //加写锁  
7. 写写写……  
8. pthread_rwlock_unlock(&rwlock);     //解锁    
9.   
10.   
11.   
12. 读模式：  
13. pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);      //加读锁  
14. 读读读……  
15. pthread_rwlock_unlock(&rwlock);     //解锁   

用条件变量实现读写锁

这里用条件变量+互斥锁来实现。注意：条件变量必须和互斥锁一起使用，等待、释放的时候都需要加锁。

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1. #include <pthread.h> //多线程、互斥锁所需头文件  
2.   
3. pthread_mutex_t  mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;      //定义和初始化互斥锁  
4. pthread_cond_t  cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;       //定义和初始化条件变量  
5.   
6.   
7. 写模式：  
8. pthread_mutex_lock(&mutex);     //加锁  
9. while(w != 0 || r > 0)  
10. {  
11.      pthread_cond_wait(&cond, &mutex);      //等待条件变量的成立  
12. }  
13. w = 1;  
14.   
15. pthread_mutex_unlock(&mutex);  
16. 写写写……  
17. pthread_mutex_lock(&mutex);  
18. w = 0;  
19. pthread_cond_broadcast(&cond);       //唤醒其他因条件变量而产生的阻塞  
20. pthread_mutex_unlock(&mutex);    //解锁  
21.   
22.   
23. 读模式：  
24. pthread_mutex_lock(&mutex);       
25. while(w != 0)  
26. {  
27.      pthread_cond_wait(&cond, &mutex);      //等待条件变量的成立  
28. }  
29. r++;  
30. pthread_mutex_unlock(&mutex);  
31. 读读读……  
32. pthread_mutex_lock(&mutex);  
33. r- -;  
34. if(r == 0)  
35.      pthread_cond_broadcast(&cond);       //唤醒其他因条件变量而产生的阻塞  
36. pthread_mutex_unlock(&mutex);    //解锁  

用互斥锁实现读写锁

这里使用2个互斥锁+1个整型变量来实现。

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1. #include <pthread.h> //多线程、互斥锁所需头文件  
2. pthread_mutex_t r_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;      //定义和初始化互斥锁  
3. pthread_mutex_t w_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   
4. int readers = 0;     //记录读者的个数  
5.   
6. 写模式：  
7. pthread_mutex_lock(&w_mutex);  
8. 写写写……  
9. pthread_mutex_unlock(&w_mutex);  
10.   
11.   
12. 读模式：  
13. pthread_mutex_lock(&r_mutex);           
14.   
15. if(readers == 0)  
16.      pthread_mutex_lock(&w_mutex);  
17. readers++;  
18. pthread_mutex_unlock(&r_mutex);   
19. 读读读……  
20. pthread_mutex_lock(&r_mutex);  
21. readers- -;  
22. if(reader == 0)  
23.      pthread_mutex_unlock(&w_mutex);  
24. pthread_mutex_unlock(&r_mutex);   

用信号量来实现读写锁

这里使用2个信号量+1个整型变量来实现。令信号量的初始数值为1，那么信号量的作用就和互斥量等价了。

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1. #include <semaphore.h>     //线程信号量所需头文件  
2.   
3. sem_t r_sem;     //定义信号量  
4. sem_init(&r_sem, 0, 1);     //初始化信号量   
5.   
6. sem_t w_sem;     //定义信号量  
7. sem_init(&w_sem, 0, 1);     //初始化信号量    
8. int readers = 0;  
9.   
10. 写模式：  
11. sem_wait(&w_sem);  
12. 写写写……  
13. sem_post(&w_sem);  
14.   
15.   
16. 读模式：  
17. sem_wait(&r_sem);  
18. if(readers == 0)  
19.      sem_wait(&w_sem);  
20. readers++;  
21. sem_post(&r_sem);  
22. 读读读……  
23. sem_wait(&r_sem);  
24. readers- -;  
25. if(readers == 0)  
26.      sem_post(&w_sem);  
27. sem_post(&r_sem);