OS | 读写锁【摘】
读写锁是用来解决读者写者问题的,读操作可以共享,写操作是排他的,读可以有多个在读,写只有唯一个在写,同时写的时候不允许读。
互斥锁与读写锁的区别:
当访问临界区资源时(访问的含义包括所有的操作:读和写),需要上互斥锁;
当对数据(互斥锁中的临界区资源)进行读取时,需要上读取锁,当对数据进行写入时,需要上写入锁。
读写锁的优点:
对于读数据比修改数据频繁的应用,用读写锁代替互斥锁可以提高效率。因为使用互斥锁时,即使是读出数据(相当于操作临界区资源)都要上互斥锁,而采用读写锁,则可以在任一时刻允许多个读出者存在,提高了更高的并发度,同时在某个写入者修改数据期间保护该数据,以免任何其它读出者或写入者的干扰。
读者-写者问题和生产者-消费者问题不同的是,后者的每个线程都要修改缓冲区的内容,所以不得不使用互斥锁来保证数据一致性,而前者有些线程是只读的,多个只读线程同时访问并不会出现数据不一致的情况,所以在实现上不必为每个线程都加一个互斥锁,而是让多个读线程可以同时访问,只有写进程的访问是互斥的。
这一篇博文写的很详细:http://ouonline.net/pthread-notes-3
写者优先的思考参考了:http://blog.csdn.net/yaozhiyi/article/details/7563869
读者优先:第一次读的时候获取锁,最后一次读的时候释放锁;这样只要有读操作,就不能写;
写者优先:
1. 对于写者:只要有写操作,就会尝试着去获取读锁,这样接下来的读就不能继续了,这样的尝试只需要一次,当没有写操作时就应该释放读锁。
2. 对于读者:只要有读操作,那么就尝试着去获取写锁,这样接下来的写也就不能继续,但是读者还是可以读;读操作会和写操作竞争读锁,这里确保了只有一个读操作和写操作竞争读锁;
关于写者优先,我的思路如下:
a. 需要写写互斥,所以需要下面的结构:
1 //写者 2 lock(&writeLock); 3 write(); 4 unlock(&writeLock);
b. 需要读写互斥,所以:
1 //写者;并且只需要第一个写请求去获取读锁 2 lock(&writeCountLock); 3 writeCount++; 4 if (writeCount == 1) lock(&readLock); 5 unlock(&writeCountLock); 6 7 lock(&writeLock); 8 write(); 9 unlock(&writeLock); 10 11 unlock(&readLock); 12 13 lock(&writeCountLock); 14 writeCount--; 15 if (writeCount == 0) unlock(&readLock); 16 unlock(&writeCountLock);
1 //读者 2 lock(&readLock); 3 read(); 4 unlock(&readLock);
c. 在读的时候,应该获取写锁,这样才能保证读的时候不写;但这是没有写操作时的处理;
1 //读者 2 lock(&readCountLock); 3 readCount++; 4 if (readCount == 1) lock(&writeLock); 5 unlock(&readCountLock); 6 7 read(); 8 9 lock(&readCountLock); 10 readCount--; 11 if (readCount == 0) unlock(&writeLock); 12 unlock(&readCountLock);
d. 如果此时有一个新的写操作,为了让它能够竞争到读锁,那么要让新来的read锁住,很明显就是在read()的前面要锁住,而且是和读锁相关,并且是限定了竞争时读的个数为1.所以加在Line2-5的外围。
// 读者 lock(&readLock); lock(&readCountLock); readCount++; if (readCount == 1) lock(&writeLock); unlock(&readCountLock); unlock(&readLock); read(); lock(&readCountLock); readCount--; if (readCount == 0) unlock(&writeLock); unlock(&readCountLock);
这样是能保证,没有新的读的时候,永远只是竞争一个读锁来更新readCount,然后read()这里是可以并行的。