读写锁Read/Write lock 实现-- 使用Boost 库

原创
2016/10/18 21:43
阅读数 1.3K

应用情景

多线程编程中,通常某些数据是在多个线程间共享的,由于线程的并发行,一个线程读写的过程中另一个线程也极大可能同时读写, 这必然造成公共资源的错乱, 引起程序错误, 此时对公共资源的保护实在必行了, 需要使用公共资源之前, 先“锁”住, 防止其它线程更改,等待当前使用完成“解锁”后,其余线程才可以更改, 此种情形引出多种锁模型,适用于不同情形:

  1. 多线程争抢修改资源,都需要独占式修改 -- 互斥独占式访问
  2. 多个线程只是读资源,并不修改 -- 实际上不需要锁
  3. 某些线程修改,另一部分只是读取 -- 写线程必须互斥独占式访问,读线程可共享式访问

实际上述情景3也可以全部独占互斥访问, 如果存在多个读取线程, 独占式需要逐个加锁、解锁访问,效率低下, 读写锁Write/Read lock 应运而生。

读写锁(Write/Read lock)

读写锁也叫做共享-独占锁,当读写锁以读模式锁住时,它是以共享模式锁住的,当它以写模式锁住时,它是以独占模式锁住的。

那么读写锁如何实现呢? 在*nix 平台借助于pthread_rwlock_t 实现起来比较简单, 选用“准”标准库boost 中实现方式,代码如下:

//! A light read/write mutex that maps directly onto POSIX threading library
class light_rw_mutex
{
private:
	pthread_rwlock_t m_Mutex;

private:
	light_rw_mutex(light_rw_mutex const&);                          // Noncopyable
	light_rw_mutex& operator= (light_rw_mutex const&);    // Noncopyable
	    
public:
	light_rw_mutex()
	{
		pthread_rwlock_init(&m_Mutex, NULL);
	}
	~light_rw_mutex()
	{
		pthread_rwlock_destroy(&m_Mutex);
	}
	void lock_shared()
	{
		pthread_rwlock_rdlock(&m_Mutex);
	}
	void unlock_shared()
	{
		pthread_rwlock_unlock(&m_Mutex);
	}
	void lock()
	{
		 pthread_rwlock_wrlock(&m_Mutex);
	}
	void unlock()
	{
		 pthread_rwlock_unlock(&m_Mutex);
	}
};

有了上述参照,自己封装读写锁却也不难。

class RLock
{
public:
    RLock( light_rw_mutex & lock ) : mLock( lock ) 
    {
        mLock.lock_shared();
    }
    
    ~RLock() 
    {
        mLock.unlock_shared();
    }

private:
    light_rw_mutex &    mLock;     //注意这里是引用
    
private:     // disable
    RLock();
    RLock(const RLock &);
    const RLock & operator = (const RLock &);
};

class WLock
{
public:
    WLock(light_rw_mutex & lock ) : mLock( lock ) 
    {
        mLock.lock();
    }
    ~WLock() 
    {
        mLock.unlock();
    }

private:
    light_rw_mutex &    mLock;     //注意这里是引用
    
private:    // disable   
    WLock();
    WLock(const WLock &);
    const WLock & operator = (const WLock &);
};

既然有“准”标准库boost, 也可以直接使用boost 已经实现的代码,简单方便:

//头文件
#include <boost/thread/locks.hpp>
#include <boost/thread/shared_mutex.hpp>

// 简单定义
typedef boost::shared_mutex Lock;                  
typedef boost::unique_lock< Lock >  WriteLock;
typedef boost::shared_lock< Lock >  ReadLock;


//client usage example
Lock myLocker;     // or  light_rw_mutex  myLocker;
void ReadFunction()
{
	ReadLock rLock(myLocker);    // or RLock rLock(myLocker);
	//Read common resource
}

void WriteFunction()
{
    WriteLock wLock(myLocker);   // or WLock wLock(myLocker);
    //Write common resource
}

文章CSDN地址:[http://blog.csdn.net/new_life_sjtu/article/details/52122483]

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