浅谈读写锁、自旋锁

读写锁（共享--独占锁）

读写锁也是一种锁，与互斥锁相似，但是在互斥锁的基础上进行了改进，允许更高的并行性。互斥锁只能是加锁与不加锁状态，一次只有一个线程可以对其加锁。读写锁有三种状态，读模式下加锁，写模式下加锁，不加锁。当一个线程获得写加锁时，其他的线程仍然不能获得锁，都会被阻塞。但是当读写锁是读加锁状态，所有试图对其进行读加锁的线程仍然可以加锁，只不过对其进行写加锁的线程不会获得锁，需要等到所有的线程释放锁才可能获取到锁。（ps：当读写锁处于读加锁时，如果另有线程尝试写加锁，读写锁通常会阻塞随后的读模式请求，这样避免了读模式一直将锁占用，以致等待的写模式锁请求得不到满足。即写的优先级高：写操作被阻塞，后面读的直接阻塞，锁解开时先执行写操作）

操作：

#include
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);    //初始化，默认属性传NULL即可
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);  //释放内存之前，调用该函数做清理工作，释放由init分配的资源
                //成功则返回0，出错则返回错误编号

加锁与解锁

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);  //对读模式的锁加锁，获取读锁，阻塞操作
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);  //对写模式的锁加锁，获取写锁，阻塞操作
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);  //解锁使用同一个，释放锁
        //成功则返回0，出错则返回错误编号

非阻塞的加锁

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock); //对读模式的锁加锁，获取读锁，非阻塞操作
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock); //对写模式的锁加锁，获取写锁，非阻塞操作
            //成功则返回0，出错则返回错误编号

自旋锁

它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。其实，自旋锁与互斥锁比较类似，它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁，还是自旋锁，在任何时刻，最多只能有一个保持者，也就说，在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁，如果资源已经被占用，资源申请者只能进入睡眠状态（占用CPU去睡觉，其他线程不能使用CPU）。但是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁，"自旋"一词就是因此而得名。因为自旋锁不会引起调用者睡眠，所以自旋锁的效率远 高于互斥锁。

自旋锁可能存在两个问题：

1：死锁。试图递归地获得自旋锁必然会引起死锁：递归程序的持有实例在第二个实例循环，以试图获得相同自旋锁时，不会释放此自旋锁。在递归程序中使用自旋锁应遵守下列策略：递归程序决不能在持有自旋锁时调用它自己，也决不能在递归调用时试图获得相同的自旋锁。此外如果一个进程已经将资源锁定，那么，即使其它申请这个资源的进程不停地疯狂“自旋”,也无法获得资源，从而进入死循环。

2：过多占用cpu资源，如果不加限制，由于申请者一直在循环等待，因此自旋锁在锁定的时候,如果不成功,不会睡眠,会持续的尝试。因此，一般自旋锁实现会有一个参数限定最多持续尝试次数。超出后，自旋锁放弃，等下一次机会。

我们要慎重使用自旋锁，自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要，在单CPU且不可抢占式的内核下，自旋锁的操作为空操作。

自旋锁特点：

如果进线程无法取得锁，进线程不会立刻放弃CPU时间片，而是一直循环尝试获取锁，直到获取为止。如果别的线程长时期占有锁那么自旋就是在浪费CPU做无用功，但是自旋锁一般应用于加锁时间很短的场景，这个时候效率比较高。

关于自旋锁的使用函数大家可以看这篇博客：https://blog.csdn.net/kyokowl/article/details/6294341