多线程同步:锁与条件变量的深入解析
1. 读写锁(Reader-Writer Locks)
读写锁提供了一种特殊的锁机制,适用于读操作频繁而写操作较少的场景。相关的 API 包括pthread_rwlock_timedwrlock(3P)、pthread_rwlock_trywrlock(3P)和pthread_rwlock_wrlock(3P)。
使用读写锁时,需要按以下步骤操作:
1. 初始化读写锁属性对象。
2. 使用pthread_rwlock_init(3P)初始化读写锁本身。
3. 完成后销毁属性结构。
4. 根据需要进行实际的加锁操作。
不过,使用读写锁时需要注意性能问题,它的实现通常比普通的互斥锁慢。此外,在负载情况下,读写锁的语义可能导致写者饥饿(writer starvation),即如果读者不断到来,写者线程可能需要等待很长时间才能获得锁。反之,也可能出现读者饥饿(reader starvation)的情况。
Linux 提供了一个非可移植的 APIpthread_rwlockattr_setkind_np(3),允许程序员指定要防止哪种饥饿情况,默认情况下是写者饥饿。但该实现似乎仍存在一个 bug,实际上写者饥饿的问题仍然存在。
读写锁在某些应用场景中非常有用,例如需要频繁扫描键值映射数据结构并进行某种表查找的应用。操作系统的网络代码路径经常查找路由表但很少更新它,就是一个典型的例子。