读写锁算法

winston

背景：
在多线程编程中经常面临这样一个问题，同一个数据可以被多个线程同时读取，但是同一时间只能有一个线程对共享变量进行写操作。
对该问题常用的解决方法时声明一个锁（互斥量）来对共享变量进行保护，这样每次只能有一个线程来对数据进行读写，会导致读取的效率低下。
读写锁：
读写锁算法主要实现对共享资源访问时，可以在多个线程间同时进行读操作，但是在同一时间内只能有一个线程对共享资源进行修改，并且在写操作时不能有线程进行读操作。

算法思想：
当进行读操作时不能进行写操作，因此当有读操作时需要一把锁来锁住写操作，由于允许多个线程同时读操作，因此还需要一个变量（count）来记录当前读操作的线程个数，由于对count的修改需要互斥，因此还需要一个锁用来保存count的修改。

读写锁的数据结构：typedef struct RWLOCK_st

3. {
4. LOCK m_lReadLock;
5. LOCK m_lWriteLock;
6. int     m_icount;
7. } RWLOCK;

复制代码

读写锁操作伪代码：
1. 声明一个全局的锁  RWLOCK  rwLock;

1. rwLock.m_icount = 0;

复制代码

//读操作时加锁RWLock_LockRead()

3. {
4. rwLock.m_lReadLock->lock()
5. rwLock.m_icount++;
6. if (rwLock.m_icount  == 1)
7. {
8. rwLock.m_lWriteLock->lock(); //锁住写操作，当有读操作时只锁一次
9. }
10. rwLock.m_lReadLock->unlock()
11. }
14. RWLock_ReleaseRead()
15. {
16. rwLock.m_lReadLock->lock()
17. rwLock.m_icount--;
18. if (rwLock.m_icount  == 0)
19. {
20. rwLock.m_lWriteLock->unlock(); //允许写操作
21. }
22. rwLock.m_lReadLock->unlock()
23. }
26. RWLock_LockWrite()
27. {
29. rwLock.m_lWriteLock->lock() //锁住写操作
30. }
34. RWLock_ReleaseWrite()
35. {
36. rwLock.m_lWriteLock->unlock()
37. }
38. 从 RWLock_LockWrite()
39. 和RWLock_ReleaseWrite()中可以看出当进行写操作时如果有读操作会阻塞在RWLock_ReleaseRead()函数rwLock.m_lWriteLock->lock()处，当一个线程完成写操作后，读操作会和写操作线程竞争rwLock.m_lWriteLock->lock()。

复制代码

读写锁缺点：
优点上面已经说过。
1. 进行读操作时会进行再次加锁和解锁操作，计算开销比较大，因此对锁内计算比较小的操作不适合使用读写锁。
2. 如果读操作比较密集，使得rwLock.m_icount永远不可能为0，因此会使写操作线程饿死。

参考：《多核计算与程序设计》，周伟明



作者：realxie 发表于2012-1-29 17:04:24 原文链接