C++ 读写锁

C++ 读写锁

读写锁（Read-Write Lock）是一种同步原语，用于解决多线程环境下对共享资源的并发访问问题。它允许多个读线程同时访问共享资源，但在写线程访问资源时，其他读写线程将被阻塞。读写锁的主要目的是提高读多写少场景下的并发性能。

以下是关于读写锁的一些关键点：

读写锁有两种类型的锁：读锁（shared lock）和写锁（unique lock）。

1. 读锁：允许多个线程同时持有读锁，这意味着多个读线程可以同时访问共享资源。在获取读锁期间，写线程将被阻塞，直到所有读线程释放读锁。
2. 写锁：只允许一个线程持有写锁，以独占方式访问共享资源。在获取写锁期间，其他读写线程都将被阻塞，直到写线程释放写锁。
3. 在C++11中，读写锁由std::shared_mutex实现。要使用读写锁，需要使用std::shared_lock来获取共享读锁，使用std::unique_lock来获取独占写锁。
4. 使用读写锁可以减小锁的竞争，提高多线程程序的性能。然而，当写操作较多时，读写锁的优势会减弱，因为它会导致大量线程等待。
5. 读写锁适用于读操作远多于写操作的场景。在这种场景下，读写锁可以显著提高程序的性能，因为多个读线程可以同时访问共享资源，而不会因为锁竞争而导致性能下降。在写操作较多的场景中，读写锁的优势较小。

总之，读写锁是一种在多线程环境下保护共享资源的有效方法，特别适用于读多写少的场景。通过允许多个读线程并发访问共享资源，读写锁可以显著提高程序性能。然而，在写操作较多的情况下，其优势会相对减弱。在实际应用中，选择合适的锁类型可以帮助您实现更高效的多线程程序。

示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

std::shared_mutex sm;
int shared_data = 0;

void reader() {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(sm);
        std::cout << "Reader thread " << std::this_thread::get_id() << " reads " << shared_data << std::endl;
        lock.unlock();
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    }
}

void writer() {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(sm);
        ++shared_data;
        std::cout << "Writer thread " << std::this_thread::get_id() << " writes " << shared_data << std::endl;
        lock.unlock();
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    }
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        threads.push_back(std::thread(reader));
    }
    threads.push_back(std::thread(writer));

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    return 0;
}