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C++实现写锁
2023-07-11 17:36:11 深夜i     --     --
C++ 写锁 实现

在多线程编程中,我们经常需要对共享资源进行读写操作,为了保证数据的一致性和正确性,需要使用锁机制进行同步。写锁是一种加锁方式,它允许在获得锁的线程执行写操作时独占共享资源,其他线程必须等待写锁被释放才能访问。

在C++中,可以使用互斥锁(mutex)和读写锁(read-write lock)等机制来实现写锁。下面我们来看一下如何使用读写锁来实现写锁。

首先,我们需要定义一个读写锁变量,并初始化:


#include <mutex>

#include <condition_variable>

std::mutex mtx;

std::condition_variable cv;

class RWLock {

public:

  RWLock() : read_count(0), write_count(0) {}

  void acquire_read() {

    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);

    cv.wait(lock, [this]() return write_count == 0; );

    read_count++;

  }

  void release_read() {

    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);

    read_count--;

    if (read_count == 0) {

      cv.notify_all();

    }

  }

  void acquire_write() {

    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);

    cv.wait(lock, [this]() return read_count == 0 && write_count == 0; );

    write_count++;

  }

  void release_write() {

    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);

    write_count--;

    cv.notify_all();

  }

private:

  int read_count;

  int write_count;

};

上面的代码中,定义了一个RWLock类,其中包含了4个方法:acquire_read、release_read、acquire_write和release_write。这些方法分别表示获取读锁、释放读锁、获取写锁和释放写锁。

在获取读锁时,使用互斥锁mtx和条件变量cv来实现等待写锁被释放。在释放读锁时,同样需要先获取互斥锁,并修改读计数器read_count,当read_count为0时,通过条件变量cv来通知正在等待写锁的线程。

获取写锁时,同样需要等待读锁和写锁都没有被占用,这也是为了保证写锁时独占共享资源。在释放写锁时,同样先获取互斥锁,并通过条件变量cv来通知正在等待读写锁的线程。

最后,我们可以在使用共享资源时,使用上述定义的读写锁来实现对资源的访问控制:


RWLock rw_lock;

void write_data() {

  rw_lock.acquire_write();

  // write data

  rw_lock.release_write();

}

void read_data() {

  rw_lock.acquire_read();

  // read data

  rw_lock.release_read();

}

在这个例子中,我们定义了两个函数write_data和read_data,分别表示写入数据和读取数据,这些函数在访问共享资源时,使用acquire_write和acquire_read方法来获取读写锁,在访问结束后,调用release_write和release_read方法来释放锁。

总结来说,C++中使用读写锁可以方便地实现写锁机制,使得在多线程编程中,对共享资源的访问更加安全和高效。

  
  

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