自旋锁/读者写者问题

自旋锁

自旋锁的概念和理解

锁在处理需要申请加锁的线程的时候，一般有两种处理方法：一种是挂起等待，另外一种是自旋。自旋即轮询。

挂起等待：

当一个线程成功申请锁，并进入临界区后，其它线程在申请的时候会被挂起等待，即处于阻塞状态。

自旋锁：

当一个线程成功申请锁，并进入临界区后，其它线程在申请的时候会不断地来查看这个线程是否释放了锁，即不断轮询，如果释放了，就会竞争锁。

那么是什么决定了使用哪种处理方式呢？

决定于在临界区中的线程要在临界区呆多长时间。但是是没有定义时间长短的。

一般来说，我们都采用挂起等待的方式，而不会采用自旋，因为自旋会很消耗CPU资源，挂起等待不会占用CPU资源。除非我们能够确定当前情况非常适合自旋。

自旋锁的接口介绍：

加锁：

 解锁：

 自旋锁的初始化：

我们能够发现，自旋锁跟我们使用一般的锁的接口很像，比如

读者写者问题

读写锁概念

在多线程的场景下，有一种情况很常见，那就是公共数据很少会去被修改，即很多情况都是只读，然后很少写。如果在这种大多只读的情况下， 我们还要对线程进行加锁解锁等等，会有很多不必要的消耗。因此，读写锁就能够专门处理这种少写多读的情况。

读者写者跟生产消费者模型很像，其中，写者与读者的关系为互斥与 同步，写者与写者的关系为互斥，而读者与读者之间没有互斥和同步的关系。因为读者写者模型，读者不会拿走临界区的资源，因此也就没有读者与读者之间的互斥关系。

读写锁适合的场景是一次写入，大部分时间都在只读并且不做修改。

读写锁的接口了解：

初始化

写者的加锁

 读者的加锁

 解锁

这里我们可以观察到，锁的接口的使用方法很多都是一样的，因此学习成本也比较低，只要学会了mutex锁的接口使用方法就OK了。

读写锁的原理

接下来通过伪代码来了解一下读写锁的工作原理。

读者优先

当读者和写者竞争时，读者优先，当读者的数量大于0，那么就把写者的锁拿走，不让写者进入临界区。当读者的数量为0，那么写者申请锁，可以进入。

读者的加锁：

添加锁：
    pthread_mutex_t rdlock;//锁的变量
    int reader_count = 0;//初始化，用于计数，读者的数量

	lock(&rdlock);//为读者加锁,保证线程安全
	reader_count++;//读者的数量加一
	if(reader_count==1) lock(&wrlock);//如果读者的数量为1，把写者的锁拿走，不让写者进来写了
	unlock(&rdlock);//读者解锁

	//读取数据
    //......

	lock(&rdlock);//加锁，保证线程安全
	reader_count--;
	if(reader_count==0) unlock(&wrlock);//当读者的数量为0，把写者的锁还回去
	unlock(&rdlock);

写者的加锁：

pthread_mutex_t wrlock;
lock(&rwlock);
//写入数据
//.....
unlock(&wrlock);

写者优先

写者优先很少用到。所谓的写者优先，是在临界区中读者的数量大于0，后面还有读者想要申请进入临界区，此时写者就会比他们优先。