Linux多线程魔法：探秘pthread_rwlock_t的神奇妙用

2023-11-23 17:04未知服务器之家操作系统

在Linux多线程编程中，保护共享资源是一个至关重要的任务。一个常见的场景是多个线程需要同时读取某个共享资源，但只有一个线程能够写入。这就是典型的读写锁（pthread_rwlock_t）的应用场景。在本文中，我们将深入探讨pthrea

在Linux多线程编程中，保护共享资源是一个至关重要的任务。一个常见的场景是多个线程需要同时读取某个共享资源，但只有一个线程能够写入。这就是典型的读写锁（pthread_rwlock_t）的应用场景。在本文中，我们将深入探讨pthread_rwlock_t，以及通过示例代码演示如何使用它来保护线程间资源。

pthread_rwlock_t简介

pthread_rwlock_t 是Linux下的一种读写锁，用于在多线程环境下对共享资源进行读写操作的控制。它允许多个线程同时进行读操作，但在写操作时只允许一个线程访问，确保了数据的一致性和完整性。

(11) 初始化和销毁

首先，我们需要初始化和销毁读写锁：

#include <pthread.h>

pthread_rwlock_t rwlock;

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

    // 在程序结束时销毁读写锁
    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);

    return 0;
}

(2) 读操作

读操作使用pthread_rwlock_rdlock函数进行加锁，使用pthread_rwlock_unlock函数进行解锁。多个线程可以同时加读锁，只要没有写锁。

void *reader(void *arg) {
    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
    // 执行读操作
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    return NULL;
}

(3) 写操作

写操作使用pthread_rwlock_wrlock函数进行加锁，使用pthread_rwlock_unlock函数进行解锁。在有写锁的情况下，不允许其他线程加写锁或读锁。

void *writer(void *arg) {
    pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
    // 执行写操作
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
    return NULL;
}

举个栗子

让我们通过一个示例来演示如何使用pthread_rwlock_t来保护线程间资源。假设我们有一个共享的数据结构，多个线程可以同时读取，但只有一个线程能够修改。我们将使用读写锁来实现这个需求。


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

// 声明一个读写锁变量
pthread_rwlock_t rwlock;

// 共享的数据
int shared_data = 0;

// 读线程的函数
void *reader(void *arg) {
    while (1) {
        // 读线程尝试获取读锁
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        // 读取共享数据
        printf("Reader: %d\n", shared_data);
        // 释放读锁
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        // 等待一秒钟再次读取
        sleep(1);
    }
}

// 写线程的函数
void *writer(void *arg) {
    while (1) {
        // 写线程尝试获取写锁
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        // 修改共享数据（增加）
        shared_data++;
        printf("Writer: Incremented shared_data to %d\n", shared_data);
        // 释放写锁
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        // 等待两秒钟再次写入
        sleep(2);
    }
}

int main() {
    // 创建读线程和写线程的线程句柄
    pthread_t reader_thread, writer_thread;
    
    // 初始化读写锁
    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);
    
    // 创建并启动读线程和写线程
    pthread_create(&reader_thread, NULL, reader, NULL);
    pthread_create(&writer_thread, NULL, writer, NULL);
    
    // 等待读线程和写线程结束
    pthread_join(reader_thread, NULL);
    pthread_join(writer_thread, NULL);
    
    // 销毁读写锁
    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    
    return 0;
}

在这个示例中，我们创建了一个读线程和一个写线程，它们分别读取和修改shared_data。通过使用pthread_rwlock_t，我们确保了多个读线程可以同时读取shared_data，但只有一个写线程能够修改它，从而保护了线程间的资源。