pthread_rwlock_t讀寫鎖函數說明


讀寫鎖

索引: 

  1. 初始化一個讀寫鎖pthread_rwlock_init
  2. 讀鎖定讀寫鎖      pthread_rwlock_rdlock
  3. 非阻塞讀鎖定  pthread_rwlock_tryrdlock
  4. 寫鎖定讀寫鎖      pthread_rwlock_wrlock
  5. 非阻塞寫鎖定      pthread_rwlock_trywrlock
  6. 解鎖讀寫鎖         pthread_rwlock_unlock
  7. 釋放讀寫鎖         pthread_rwlock_destroy

 

讀寫鎖是用來解決讀者寫者問題的,讀操作可以共享,寫操作是排他的,讀可以有多個在讀,寫只有唯一個在寫,同時寫的時候不允許讀。

具有強讀者同步和強寫者同步兩種形式:

強讀者同步:當寫者沒有進行寫操作,讀者就可以訪問;

強寫者同步:當所有寫者都寫完之后,才能進行讀操作,讀者需要最新的信息,一些事實性較高的系統可能會用到該所,比如定票之類的。

 

1.初始化一個讀寫鎖pthread_rwlock_init

      #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock, \ const pthread_rwlockattr_t *attr);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

初始化rwlock指定的讀寫鎖,它的屬性被參數attr指定。如果attr的值為NULL,初始化讀寫鎖時使用缺省的讀寫鎖屬性。其效果和attr指向一個缺省的讀寫鎖屬性對象是一樣的。

成功初始化后,讀寫鎖的狀態為非鎖定的。

對一個已經初始化過的讀寫鎖調用pthread_rwlock_init函數會產生不可預測的后果。使用一個未經初始化的讀寫鎖也會產生不可預測的后果。

如果需要缺省屬性的讀寫鎖,可以用宏PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER初始化靜態的讀寫鎖變量。但是,靜態初始化讀寫鎖不進行錯誤檢查。如:

pthread_rwlock_t rwlock = PTHREASD_RWLOCK_INITIALIZER;

 

 獲取讀寫鎖的讀鎖操作:分為阻塞式獲取和非阻塞式獲取,如果讀寫鎖由一個寫者持有,則讀線程會阻塞直至寫入者釋放讀寫鎖。

2.讀鎖定讀寫鎖pthread_rwlock_rdlock

  #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

函數在rwlock讀寫鎖上進行讀鎖定。

如果一個線程寫鎖定了讀寫鎖,調用pthread_rwlock_rdlock函數的線程將無法讀鎖定讀寫鎖,並將被阻塞,直到線程可以讀鎖定這個讀寫鎖為止。

如果一個線程寫鎖定了讀寫鎖后又調用pthread_rwlock_rdlock函數來讀鎖定同一個讀寫鎖,結果將無法預測。

標准中沒有指定當沒有線程寫鎖定這個讀寫鎖,但有線程試圖寫鎖定而被阻塞在這個讀寫鎖上時,當前線程是否能讀鎖定讀寫鎖。大多數線程庫往往優先考慮激活試圖寫鎖定而被阻塞的線程,這樣做是為了防止試圖寫鎖定而被阻塞的線程長時間得不到調度。

一個線程可能對一個讀寫鎖進行了多次讀鎖定(即成功調用了pthread_rwlock_rdlock()函數多次)。如果是這樣的,線程必須調用pthread_rwlock_unlock()函數對讀寫鎖進行同樣次數的解鎖。

當一個讀寫鎖被讀鎖定了,而一個線程阻塞在這個讀寫鎖上時,如果這時來了一個信號,那么當線程從信號處理程序中返回時,將繼續阻塞在這個讀寫鎖上。就好象線程沒有被中斷過。

 

3.非阻塞讀鎖定pthread_rwlock_tryrdlock

  #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

pthread_rwlock_tryrdlock()函數和pthread_rwlock_rdlock函數的功能相近,不同的是,當已有線程寫鎖定讀寫鎖,或是有試圖寫鎖定的線程被阻塞時,pthread_rwlock_tryrdlock函數失敗返回。

 

獲取讀寫鎖的寫鎖操作:分為阻塞和非阻塞,如果對應的讀寫鎖被其它寫者持有,或者讀寫鎖被讀者持有,該線程都會阻塞等待。

4.寫鎖定讀寫鎖pthread_rwlock_wrlock

  #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

寫鎖定讀寫鎖rwlock。如果沒有線程讀或寫鎖定讀寫鎖rwlock,當前線程將寫鎖定讀寫鎖rwlock。否則線程將被阻塞,直到沒有線程鎖定這個讀寫鎖為止。

如果調用這個函數之前,本線程已經讀或寫鎖定了這個讀寫鎖,那么pthread_rwlock_wrlock函數運行的結果是不可預測的。

讀寫鎖被解開以后,激活阻塞在讀寫鎖上的線程時,往往優先考慮試圖寫鎖定而被阻塞的線程,這樣做是為了防止試圖寫鎖定而被阻塞的線程長時間得不到調度。

當一個讀寫鎖被寫鎖定了,而一個線程阻塞在這個讀寫鎖上時,如果這時來了一個信號,那么當線程從信號處理程序中返回時,將繼續阻塞在這個讀寫鎖上。就好像線程沒有被中斷過。

 

5.非阻塞寫鎖定pthread_rwlock_trywrlock

  #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

pthread_rwlock_trywrlock函數的功能和pthread_rwlock_wrlock函數相近。不同的是如果有其他線程鎖定了讀寫鎖,pthread_rwlock_trywrlock函數會失敗返回。

 

6.解鎖讀寫鎖pthread_rwlock_unlock

  #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

解鎖一個讀寫鎖。

調用pthread_rwlock_unlock函數之前必須調用pthread_rwlock_rdlock函數或pthread_rwlock_wrlock函數鎖定讀寫鎖。否則結果是不可預測的。

在pthread_rwlock_unlock函數被用來解鎖對讀寫鎖的讀鎖定后,如果本線程對這個讀寫鎖還有其他讀鎖定,那么這個讀寫鎖對本線程將繼續保持讀鎖定狀態。如果pthread_rwlock_unlock函數解開了當前線程在這個讀寫鎖上的最后一個讀鎖定,那么當前線程將不再擁有對這個讀寫鎖的讀鎖定。如果pthread_rwlock_unlock函數解開了這個讀寫鎖上的最后一個鎖定,那么這個讀寫鎖將處在非鎖定狀態。

如果pthread_rwlock_unlock函數被用來解鎖對讀寫鎖的寫鎖定,那么函數返回后,這個讀寫鎖將處在非鎖定狀態。

如果用pthread_rwlock_unlock函數解鎖一個讀寫鎖時,有多個線程在等待對這個讀寫鎖進行寫鎖定,系統將用調度策略決定激活哪個線程對讀寫鎖進行寫鎖定。

如果用pthread_rwlock_unlock函數解鎖一個讀寫鎖時,有多個線程在等待對這個讀寫鎖進行讀鎖定,系統將用調度策略決定按什么順序激活各個線程對讀寫鎖進行讀鎖定。

如果用pthread_rwlock_unlock函數解鎖一個讀寫鎖時,有多個線程在等待對這個讀寫鎖進行寫鎖定和讀鎖定,一般先激活需要寫鎖定的線程對讀寫鎖進行寫鎖定(標准沒有指定在這種情況下應該先激活寫線程還是先激活讀線程)。

 

7.釋放讀寫鎖pthread_rwlock_destroy

  #include <pthread.h>

  int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

  返回值:函數成功返回0;任何其他返回值都表示錯誤

釋放讀寫鎖rwlock,並釋放這個讀寫鎖占用的資源。一般情況下,pthread_rwlock_destroy函數將rwlock指向的互斥鎖對象設置為非法值。

釋放了一個讀寫鎖之后,在pthread_rwlock_init重新初始化它之前,再使用這個讀寫鎖會有不可預料的結果。

如果有線程鎖定了某個讀寫鎖,那么用pthread_rwlock_destroy()函數釋放這個讀寫鎖會引起不可預知的結果。

試圖釋放一個未初始化的讀寫鎖會引起不可預知的結果。

 

 

總結(轉):

互斥鎖與讀寫鎖的區別:

 當訪問臨界區資源時(訪問的含義包括所有的操作:讀和寫),需要上互斥鎖;

當對數據(互斥鎖中的臨界區資源)進行讀取時,需要上讀取鎖,當對數據進行寫入時,需要上寫入鎖。

讀寫鎖的優點:

對於讀數據比修改數據頻繁的應用,用讀寫鎖代替互斥鎖可以提高效率。因為使用互斥鎖時,即使是讀出數據(相當於操作臨界區資源)都要上互斥鎖,而采用讀寫鎖,則可以在任一時刻允許多個讀出者存在,提高了更高的並發度,同時在某個寫入者修改數據期間保護該數據,以免任何其它讀出者或寫入者的干擾。

讀寫鎖描述:

獲取一個讀寫鎖用於讀稱為共享鎖,獲取一個讀寫鎖用於寫稱為獨占鎖,因此這種對於某個給定資源的共享訪問也稱為共享-獨占上鎖。

有關這種類型問題(多個讀出者和一個寫入者)的其它說法有讀出者與寫入者問題以及多讀出者-單寫入者鎖。


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