Linux系统编程-(pthread)线程通信(读写锁)

1. 读写锁介绍

读写锁与互斥锁类似，读写锁比互斥锁有更高的并行性，读写锁特点如下:

​ 1. 读写锁有三种状态，读模式下加锁（共享）、写模式下加锁（独占）以及不加锁。

​ 2. 一次只有一个线程可以占有写模式下的读写锁；但是多个线程可以同时占有读模式下的读写锁。

​ 3. 读写锁在写加锁状态时，其他试图以写状态加锁的线程都会被阻塞。读写锁在读加锁状态时，如果有线程希望以写模式加锁时，必须阻塞，直到所有线程释放锁。

​ 4. 当读写锁以读模式加锁时，如果有线程试图以写模式对其加锁，那么读写锁会阻塞随后的读模式锁请求，以避免读锁长期占用，而写锁得不到请求。

读写锁总结:

1. 读写锁分为读锁和写锁。

2. 如果资源被读写锁保护，多个线程可以同时获取读锁—也就是读支持多个线程同时读。

3. 资源加了写锁之后，在写资源的时候只能被一个线程占用，其他读锁就会阻塞。

4. 读锁和写锁也是互斥的关系。读的时候不能写，写的时候不能读。

5. 但是读的时候可以支持多个线程同时读,写的时候只能被一个线程写，其他线程也不能读。

2. 读写锁相关函数

1. 读写锁初始化
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
2. 读模式加锁
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
3. 写模式加锁
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
4. 解锁
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
5. 销毁读写锁
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

3.案例代码: 读写锁使用模型

下面代码使用读写多保护一个全局变量的读写。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <dirent.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

pthread_rwlock_t rwlock;

int data;
/*
线程工作函数
*/
void *thread_work_func(void *dev)
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); //读加锁
        printf("data=%d\n",data);
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock); //解锁
        sleep(1);
    }
}

/*
线程工作函数
*/
void *thread_work_func2(void *dev)
{
    while(1)
    {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); //写加锁
        data++;
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock); //解锁
        sleep(1);
    }
}

int main(int argc,char **argv)
{   
    //初始化读写锁
    pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);

    /*1. 创建子线程1*/
    pthread_t thread_id;
    if(pthread_create(&thread_id,NULL,thread_work_func,NULL)!=0)
    {
        printf("子线程1创建失败.\n");
        return -1;
    }
    /*2. 创建子线程2*/
    pthread_t thread_id2;
    if(pthread_create(&thread_id2,NULL,thread_work_func2,NULL)!=0)
    {
        printf("子线程2创建失败.\n");
        return -1;
    }

    /*3. 等待线程的介绍*/
    pthread_join(thread_id,NULL);
    pthread_join(thread_id2,NULL);

    //销毁读写锁
    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    return 0;
}