linux读写锁_共享内存读写锁

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`一、读写锁是什么？`

读写锁其实还是一种锁，是给一段临界区代码加锁，但是此加锁是在进行写操作的时候才会互斥，而在进行读的时候是可以共享的进行访问临界区的
ps：读写锁本质上是一种自旋锁

`二、为什么需要读写锁？`

有时候，在多线程中，有一些公共数据修改的机会比较少，而读的机会却是非常多的，此公共数据的操作基本都是读，如果每次操作都给此段代码加锁，太浪费时间了而且也很浪费资源，降低程序的效率，因为读操作不会修改数据，只是做一些查询，所以在读的时候不用给此段代码加锁，可以共享的访问，只有涉及到写的时候，互斥的访问就好了

`三、读写锁的行为`

读写之间是互斥的—–>读的时候写阻塞，写的时候读阻塞，而且读和写在竞争锁的时候，写会优先得到锁

这里写图片描述

`四、自旋锁&挂起等待是锁？`

1.自旋锁

自旋锁是在发生获取不到锁的时候，会直接等待，不会被CPU直接调度走，而是会一直等到获取到锁，因为此锁是一直的在等待，所以不会有调度的开销，故此锁的效率比挂起等待锁的效率高，但是此锁会因不停的查看锁的释放情况，故会浪费更多的CPU资源

2.挂起等待锁

挂起等待锁是当某线程在执行临界区的代码时，那其他线程只能挂起等待，此时这些线程会被CPU调度走，等到锁释放（即就是临界区的代码被之前的那个线程已经执行完毕），而且被CPU调度的线程只有被调度回来才可以执行临界区的代码
挂起等待锁是在发生获取不到锁的时候，他会被CPU调度走，去做别的事，但是会时不时的去查看锁有没有被释放
ps:线程想执行临界区的代码的条件：
（1）锁释放；
（2）被CPU调度回来

3.自旋锁的优缺点

优点：效率高，避免了线程之间调度的开销
缺点：浪费CPU资源

4.挂起等待锁的优缺点

优点:不会浪费CPU的资源,比较灵活
缺点：效率不高，很可能会使临界区的代码不被任何线程执行，因为可能会是线程被
     CPU调度走了但是却没有被调度回来

`五、读写锁是怎么实现？`

1.一种交易场所（存放数据的地方）：可以是变量、链表、数组或其他数据结构
2.两种角色：读操作和写操作
3.三种关系：（1）读和读之间没有关系
               （2） 写和写之间是互斥关系
               （3）读和写之间是同步互斥关系
ps：同步---->读和写在同时竞争锁的时候，写会优先的得到锁
    互斥---->读的时候写阻塞，写的时候读阻塞

`4.相关函数`

（1）pthread_rwlock_init()—->初始化函数

功能：初始化读写锁
头文件：#include<pthread.h>
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,const pthred_rwlockattr_t *restrict attr);
参数说明：
rwlock：是要进行初始化的
attr：是rwlock的属性
ps：此参数一般不关注，可设为NULL

（2）pthread_rwlock_destroy—->销毁函数

功能：销毁初始化的锁
头文件：#include<pthread.h>
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
参数说明：
rwlock:是需要进行销毁的锁

（3）加锁和解锁

在进行读操作的时候加的锁：
pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t* rwlock);
在进行写操作的时候加的锁：
pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t* rwlock);
对读/写统一进行解锁：
pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t* rwlock);

`六、代码实现读写锁`

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
pthread_rwlock_t rwlock;//声明读写锁
int count;
//写者线程的入口函数
void*route_write(void*arg)
{
    int i=*(int*)arg;//i是写者线程的编号
    free(arg);
    while(1){
        int t=count;
        //加锁
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        printf("route_write:%d,%#x,count=%d,++count=%d\n",i,\
                pthread_self(),t,++count);
        //解锁
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
}
//读者线程的入口函数
void*route_read(void*arg)
{
    int i=*(int*)arg;//i是读者线程的编号
    free(arg);
    while(1){
        //加锁
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        printf("route_read:%d,%#x,count=%d\n",i,pthread_self(),count);
        //解锁
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
        sleep(1);
    }
}
int main()
{
    int i=0;
    //初始化读写锁
    pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);
    pthread_t tid[8];
    //创建3个写者线程
    for(i=0;i<3;i++){
        int*p=(int*)malloc(sizeof(int));
        *p=i;
        pthread_create(&tid[i],NULL,route_write,(void*)p);
    }
    //创建3个读者线程
    for(i=0;i<5;i++){
        int*p=(int*)malloc(sizeof(int));
        *p=i;
        pthread_create(&tid[i+3],NULL,route_read,(void*)p);
    }
    //主线程等待新创建的线程
    for(i=0;i<8;i++)
        pthread_join(tid[i],NULL);
    //销毁读写锁
    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
    return 0;
}