0

0

嵌入式Linux:线程同步(读写锁)

蓮花仙者

蓮花仙者

发布时间:2025-04-17 15:28:13

|

815人浏览过

|

来源于php中文网

原创

linux中,读写锁(read-write lock)提供了一种同步机制,允许多个线程并发读取共享资源,但只有一个线程可以对该资源进行写操作。

嵌入式Linux:线程同步(读写锁)

读写锁相比互斥锁(mutex)或自旋锁(spinlock)具有更高的并行性,因为它有三种状态:读加锁状态、写加锁状态和不加锁状态。

读写锁的规则和状态:

写模式加锁状态:当一个线程获取写锁时,其他所有试图获取该锁的线程(无论是读锁还是写锁)都会被阻塞,直到写锁被释放。读模式加锁状态:当线程获取读锁时,其他试图获取读锁的线程可以并发成功获取锁,但任何试图获取写锁的线程会被阻塞,直到所有读锁被释放。

读写锁的使用场景:

适用于读操作频繁且写操作较少的情况,这样能够允许多线程并发读取,减少锁的竞争,提高系统的效率。当需要保护一个共享数据结构,同时支持多个线程读,但限制只有一个线程写时,读写锁是比简单的互斥锁更好的选择。

1、读写锁的初始化

在使用读写锁之前,必须对其进行初始化。

Linux使用pthread_rwlock_t数据类型来表示读写锁,初始化方式有以下两种:

静态初始化:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;</code>

动态初始化:使用pthread_rwlock_init()函数初始化:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock, const pthread_rwlockattr_t *attr);</code>

参数说明:

Unscreen
Unscreen

AI智能视频背景移除工具

下载
rwlock:指向需要初始化的读写锁对象(类型为pthread_rwlock_t)。attr:指向读写锁属性的指针(类型为pthread_rwlockattr_t),可以设置为NULL,表示使用默认属性。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码,如:EINVAL:表示无效的属性值或锁对象。EBUSY:锁已初始化。ENOMEM:系统内存不足。

2、销毁读写锁

当不再需要使用读写锁时,应该使用pthread_rwlock_destroy()销毁它。函数原型如下:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);</code>

参数说明:

rwlock:指向需要销毁的读写锁对象。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码,如:EBUSY:锁被其他线程持有。

3、读写锁加锁与解锁

以读模式加锁,该函数会阻塞调用线程,直到能够成功获取读锁。

如果已经有其他线程持有写锁,当前线程将会等待。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);</code>

参数说明:

rwlock:指向需要加锁的读写锁对象。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码,如:EINVAL:无效的锁。EDEADLK:检测到死锁。EAGAIN:系统无法分配更多的读锁。

以写模式加锁,该函数会阻塞调用线程,直到能够成功获取写锁。

只有当前线程能够获取写锁,其他所有请求锁的线程(无论是读锁还是写锁)都会被阻塞。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);</code>

参数说明:

rwlock:指向需要加锁的读写锁对象。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码,如:EINVAL:无效的锁。EDEADLK:检测到死锁。

尝试获取读锁,该函数尝试获取读锁,不会阻塞。

如果锁被其他线程占用,立即返回失败。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);</code>

参数说明:

rwlock:指向需要加锁的读写锁对象。

返回值:

成功返回0。失败返回EBUSY表示锁已被占用,当前无法获取。

尝试获取写锁,该函数尝试获取写锁,不会阻塞。

如果锁被其他线程占用,立即返回失败。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);</code>

参数说明:

rwlock:指向需要加锁的读写锁对象。

返回值:

成功返回0。失败返回EBUSY表示锁已被占用,当前无法获取。

该函数用于释放当前线程持有的锁,无论是读锁还是写锁。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);</code>

参数说明:

rwlock:指向需要解锁的读写锁对象。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码,如:EINVAL:无效的锁对象。EPERM:当前线程未持有该锁。

4、读写锁的属性

读写锁也可以有属性,使用pthread_rwlockattr_t数据类型来表示。

初始化读写锁属性函数原型:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlockattr_init(pthread_rwlockattr_t *attr);</code>

参数说明:

attr:指向需要初始化的读写锁属性对象。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码。

读写锁的属性中最常见的是进程共享属性,使用以下函数设置或获取:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">int pthread_rwlockattr_setpshared(pthread_rwlockattr_t *attr, int pshared);</code>

参数说明:

attr:指向需要设置的读写锁属性对象。pshared:共享属性的值。取值如下:PTHREAD_PROCESS_SHARED:允许多个进程共享该读写锁。PTHREAD_PROCESS_PRIVATE:仅限当前进程的线程共享读写锁(默认值)。

返回值:

成功返回0。失败返回非0错误码。

以下代码展示了如何在读写锁的保护下,允许多个线程并发读取共享资源,但只有一个线程可以修改它:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">pthread_rwlock_t rwlock;int shared_data = 0;void *reader(void *arg) {    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);  // 获取读锁    printf("Reader: Shared data is %d\n", shared_data);    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);  // 解锁    return NULL;}void *writer(void *arg) {    pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);  // 获取写锁    shared_data += 1;    printf("Writer: Updated shared data to %d\n", shared_data);    pthread_rwlock_unlock(&rwlock);  // 解锁    return NULL;}int main() {    pthread_t r1, r2, w1;    pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);  // 初始化读写锁    pthread_create(&r1, NULL, reader, NULL);    pthread_create(&w1, NULL, writer, NULL);    pthread_create(&r2, NULL, reader, NULL);    pthread_join(r1, NULL);    pthread_join(w1, NULL);    pthread_join(r2, NULL);    pthread_rwlock_destroy(&rwlock);  // 销毁读写锁    return 0;}</code>

Linux中的读写锁适用于提高读密集型应用的并发性。

它能够让多个线程同时读取资源,从而减少锁争用,但也需要合理考虑写饥饿问题。

注意事项如下:

读写锁的潜在问题:如果读操作过于频繁,可能导致写线程长时间无法获取写锁,从而引发写饥饿问题。这通常需要通过其他机制(如优先级)来控制。使用场景:当读操作远多于写操作时,读写锁能带来性能提升。如果写操作频繁,读写锁可能并不会比互斥锁表现更好。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
数据类型有哪几种
数据类型有哪几种

数据类型有整型、浮点型、字符型、字符串型、布尔型、数组、结构体和枚举等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

337

2023.10.31

php数据类型
php数据类型

本专题整合了php数据类型相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

224

2025.10.31

c语言 数据类型
c语言 数据类型

本专题整合了c语言数据类型相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

138

2026.02.12

c语言中null和NULL的区别
c语言中null和NULL的区别

c语言中null和NULL的区别是:null是C语言中的一个宏定义,通常用来表示一个空指针,可以用于初始化指针变量,或者在条件语句中判断指针是否为空;NULL是C语言中的一个预定义常量,通常用来表示一个空值,用于表示一个空的指针、空的指针数组或者空的结构体指针。

254

2023.09.22

java中null的用法
java中null的用法

在Java中,null表示一个引用类型的变量不指向任何对象。可以将null赋值给任何引用类型的变量,包括类、接口、数组、字符串等。想了解更多null的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1089

2024.03.01

treenode的用法
treenode的用法

​在计算机编程领域,TreeNode是一种常见的数据结构,通常用于构建树形结构。在不同的编程语言中,TreeNode可能有不同的实现方式和用法,通常用于表示树的节点信息。更多关于treenode相关问题详情请看本专题下面的文章。php中文网欢迎大家前来学习。

548

2023.12.01

C++ 高效算法与数据结构
C++ 高效算法与数据结构

本专题讲解 C++ 中常用算法与数据结构的实现与优化,涵盖排序算法(快速排序、归并排序)、查找算法、图算法、动态规划、贪心算法等,并结合实际案例分析如何选择最优算法来提高程序效率。通过深入理解数据结构(链表、树、堆、哈希表等),帮助开发者提升 在复杂应用中的算法设计与性能优化能力。

30

2025.12.22

深入理解算法:高效算法与数据结构专题
深入理解算法:高效算法与数据结构专题

本专题专注于算法与数据结构的核心概念,适合想深入理解并提升编程能力的开发者。专题内容包括常见数据结构的实现与应用,如数组、链表、栈、队列、哈希表、树、图等;以及高效的排序算法、搜索算法、动态规划等经典算法。通过详细的讲解与复杂度分析,帮助开发者不仅能熟练运用这些基础知识,还能在实际编程中优化性能,提高代码的执行效率。本专题适合准备面试的开发者,也适合希望提高算法思维的编程爱好者。

44

2026.01.06

C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践
C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践

本专题围绕 C# 在现代后端架构中的微服务实践展开,系统讲解基于 ASP.NET Core 构建可扩展服务体系的核心方法。内容涵盖服务拆分策略、RESTful API 设计、服务间通信、API 网关统一入口管理以及服务治理机制。通过真实项目案例,帮助开发者掌握构建高可用微服务系统的关键技术,提高系统的可扩展性与维护效率。

3

2026.03.11

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
PostgreSQL 教程
PostgreSQL 教程

共48课时 | 10.5万人学习

Git 教程
Git 教程

共21课时 | 4.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号