【Linux操作系统】Linux系统编程中的读写锁

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1.读写锁的原理

读写锁（Read-Write Lock）是一种特殊的锁机制，用于在多线程环境下对共享资源进行读写操作。与互斥锁不同，读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程进行写操作。读写锁可以提高并发性能，适用于读操作比写操作频繁的场景。

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2.提供的操作函数

在Linux系统编程中，读写锁的相关函数也是通过pthread库提供的。常用的读写锁相关函数有：

1. pthread_rwlock_init函数的作用是初始化读写锁。
   • 原型：int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock, const pthread_rwlockattr_t *attr);
   • 参数：
     • rwlock：指向要初始化的读写锁变量的指针。
     • attr：指向读写锁属性的指针，通常设置为NULL。
   • 返回值：成功时返回0，失败时返回错误码。

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2. pthread_rwlock_destroy函数的作用是销毁读写锁。
   • 原型：int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
   • 参数：
     • rwlock：指向要销毁的读写锁变量的指针。
   • 返回值：成功时返回0，失败时返回错误码。

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3. pthread_rwlock_rdlock函数的作用是获取读锁。
   • 原型：int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
   • 参数：
     • rwlock：指向要获取读锁的读写锁变量的指针。
   • 返回值：成功时返回0，失败时返回错误码。

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4. pthread_rwlock_wrlock函数的作用是获取写锁。
   • 原型：int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
   • 参数：
     • rwlock：指向要获取写锁的读写锁变量的指针。
   • 返回值：成功时返回0，失败时返回错误码。

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5. pthread_rwlock_unlock函数的作用是释放读锁或写锁。
   • 原型：int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
   • 参数：
     • rwlock：指向要释放的读写锁变量的指针。
   • 返回值：成功时返回0，失败时返回错误码。

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示例代码

#include 
#include 

pthread_rwlock_t rwlock;
int shared_data = 0;

void* reader_func(void* arg) {
    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
    printf("Reader %ld read shared data: %d\n", (long)arg, shared_data);
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    return NULL;
}

void* writer_func(void* arg) {
    pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
    shared_data += 1;
    printf("Writer %ld wrote shared data: %d\n", (long)arg, shared_data);
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);

    pthread_t reader_thread1, reader_thread2, writer_thread;
    pthread_create(&reader_thread1, NULL, reader_func, (void*)1);
    pthread_create(&reader_thread2, NULL, reader_func, (void*)2);
    pthread_create(&writer_thread, NULL, writer_func, (void*)1);

    pthread_join(reader_thread1, NULL);
    pthread_join(reader_thread2, NULL);
    pthread_join(writer_thread, NULL);

    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);

    return 0;
}

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4.示例解释

在上述代码中，我们使用pthread_rwlock_init函数初始化了一个读写锁，然后创建了两个读线程和一个写线程。读线程通过pthread_rwlock_rdlock函数获取读锁，写线程通过pthread_rwlock_wrlock函数获取写锁，然后进行相应的读写操作。最后，通过pthread_rwlock_unlock函数释放锁，并通过pthread_rwlock_destroy函数销毁读写锁。

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