rwlock 使用介绍

一、rwlock 介绍

当一个线程持有互斥锁时，互斥锁将所有试图进入临界区的线程都阻塞住。但是考虑一种情形，当前持有互斥锁的线程只是要读访问共享资源，而同时其它线程也想读这个共享资源，但是由于互斥锁的排它性，所有其它线程都无法获取锁，也就无法读访问共享资源了，但实际上多个线程同时读访问共享资源并不会导致问题
为了满足可以多个读权限一个写权限，提供了读写锁来实现，规则如下：

• 如果某线程申请了读锁，其它线程可以再申请读锁，但不能申请写锁
• 如果某线程申请了写锁，其它线程不能申请读锁，也不能申请写锁

二、rwlock 基本函数

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

可使用宏静态初始化读写锁，如下：等价于用NULL指定attr调用 pthread_rwlock_init 函数

pthread_rwlock_t  rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

2. int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock );

以阻塞方式在读写锁上获取读锁。如果没有写者持有该锁，并且没有写者阻塞在该锁上，则调用线程会获取读锁。如果调用线程未获取读锁，则它将阻塞直到它获取了该锁
一个线程可以在一个读写锁上多次执行读锁定。线程可以成功调用 pthread_rwlock_rdlock() 函数 n 次，但是之后该线程必须调用 pthread_rwlock_unlock() 函数 n 次才能解除锁定

3. int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

以非阻塞的方式来在读写锁上获取读锁。如果有任何的写者持有该锁或有写者阻塞在该读写锁上，则立即返回失败

4. int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock );

在读写锁上获取写锁。如果没有写者持有该锁，并且没有读者持有该锁，则调用线程会获取写锁。如果调用线程未获取写锁，则它将阻塞直到它获取了该锁

5. int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

以非阻塞的方式来在读写锁上获取写锁。如果有任何的读者或写者持有该锁，则立即返回失败

6. int pthread_rwlock_unlock (pthread_rwlock_t *rwlock);

无论是读锁或写锁，都可以通过此函数解锁

7. int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

用于销毁读写锁，释放所有相关联的资源（由 pthread_rwlock_init 自动申请的资源）

三、rwlock 代码示例

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

pthread_rwlock_t rwlock;
int num = 1;

void *read_1(void *arg) // 读操作，其他线程允许读操作，却不允许写操作
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("read_1 num=%d\n", num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
}

void *read_2(void *arg) // 读操作，其他线程允许读操作，却不允许写操作
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("read_2 num=%d\n", num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(2);
    }
}


void *write_1(void *arg) // 写操作，其它线程都不允许读或写操作
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        num++;
        printf("write_1 num=%d\n", num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(2);
    }
}

void *write_2(void *arg) // 写操作，其它线程都不允许读或写操作
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        num++;
        printf("write_2 num=%d\n", num);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
}

int main()
{
    pthread_t ptd1, ptd2, ptd3, ptd4;

    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);
    pthread_create(&ptd1, NULL, read_1, NULL);
    pthread_create(&ptd2, NULL, read_2, NULL);
    pthread_create(&ptd3, NULL, write_1, NULL);
    pthread_create(&ptd4, NULL, write_2, NULL);
    pthread_join(ptd1, NULL);
    pthread_join(ptd2, NULL);
    pthread_join(ptd3, NULL);
    pthread_join(ptd4, NULL);
    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    return 0;
}