C++读写锁介绍

一 点睛

先看看互斥锁，它只有两个状态，要么是加锁状态，要么是不加锁状态。假如现在一个线程a只是想读一个共享变量 i，因为不确定是否会有线程去写它，所以我们还是要对它进行加锁。但是这时又有一个线程b试图去读共享变量 i，发现被锁定了，那么b不得不等到a释放了锁后才能获得锁并读取 i 的值，但是两个读取操作即使是同时发生的，也并不会像写操作那样造成竞争，因为它们不修改变量的值。所以我们期望在多个线程试图读取共享变量的时候，它们可以立刻获取因为读而加的锁，而不是需要等待前一个线程释放。

读写锁可以解决上面的问题。它提供了比互斥锁更好的并行性。因为以读模式加锁后，当有多个线程试图再以读模式加锁时，并不会造成这些线程阻塞在等待锁的释放上。

读写锁是多线程同步的另外一个机制。在一些程序中存在读操作和写操作问题，对某些资源的访问会存在两种可能情况，一种情况是访问必须是排他的，就是独占的意思，这种操作称作写操作，另外一种情况是访问方式是可以共享的，就是可以有多个线程同时去访问某个资源，这种操作称为读操作。这个问题模型是从对文件的读写操作中引申出来的。把对资源的访问细分为读和写两种操作模式，这样可以大大增加并发效率。读写锁比互斥锁适用性更高，并行性也更高。

需要注意的是，这里只是说并行效率比互斥高，并不是速度一定比互斥锁快，读写锁更复杂，系统开销更大。并发性好对于用户体验非常重要，假设互斥锁需要0.5秒，使用读写锁需要0.8秒，在类似学生管理系统的软件中，可能90%的操作都是查询操作。如果突然有20个查询请求，使用的是互斥锁，则最后的查询请求被满足需要10秒，估计没人接收。使用读写锁时，因为读锁能多次获得，所以20个请求中，每个请求都能在1秒左右被满足，用户体验好的多。

二 读写锁特点

1 如果一个线程用读锁锁定了临界区，那么其他线程也可以用读锁来进入临界区，这样可以有多个线程并行操作。这个时候如果再用写锁加锁就会发生阻塞。写锁请求阻塞后，后面继续有读锁来请求时，这些后来的读锁都将会被阻塞。这样避免读锁长期占有资源，防止写锁饥饿。

2 如果一个线程用写锁锁住了临界区，那么其他线程无论是读锁还是写锁都会发生阻塞。

三 读写锁使用的函数

操作	相关函数说明
初始化读写锁	pthread_rwlock_init 语法
读取读写锁中的锁	pthread_rwlock_rdlock 语法
读取非阻塞读写锁中的锁	pthread_rwlock_tryrdlock 语法
写入读写锁中的锁	pthread_rwlock_wrlock 语法
写入非阻塞读写锁中的锁	pthread_rwlock_trywrlock 语法
解除锁定读写锁	pthread_rwlock_unlock 语法
销毁读写锁	pthread_rwlock_destroy 语法