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转自princetengC++多线程——读写锁shared_lock/shared_mutex 相比互斥锁,读写锁允许更高的并行性,互斥量要么锁住状态要么不加锁,而且一次只有一个线程可以加锁。
只有一个线程可以占有写模式的读写锁,但是可以有多个线程占有读模式的读写锁。读写锁也叫做“共享-独占锁”,当读写锁以读模式锁住时,它是以共享模式锁住的;当它以写模式锁住时,它是以独占模式锁住的。
shared_mutex C++17起。
成员函数主要包含两大类:排他性锁定(写锁)和共享锁定(读锁)。 排他性锁定lock锁定互斥。若另一线程已锁定互斥,则lock的调用线程将阻塞执行,直至获得锁。若已以任何模式(共享或排他性)占有 mutex 的线程调用 lock ,则行为未定义。也就是说,已经获得读模式锁或者写模式锁的线程再次调用lock的话,行为是未定义的。注意:通常不直接使用std::shared_mutex::lock(),而是通过unique_lock或者lock_guard进行管理。 unlock解锁互斥。互斥必须为当前执行线程所锁定,否则行为未定义。如果当前线程不拥有该互斥还去调用unlock,那么就不知道去unlock谁,行为是未定义的。注意:通常不直接调用 unlock() 而是用 std::unique_lock 与 std::lock_guard 管理排他性锁定。 共享锁定std::shared_mutex::lock_shared。相比mutex,shared_mutex还拥有lock_shared函数。该函数获得互斥的共享所有权。若另一线程以排他性所有权保有互斥,则lock_shared的调用者将阻塞执行,直到能取得共享所有权。若已以任何模式(排他性或共享)占有 mutex 的线程调用 lock_shared ,则行为未定义。即:当以读模式或者写模式拥有锁的线程再次调用lock_shared时,行为是未定义的,可能产生死锁。若多于实现定义最大数量的共享所有者已以共享模式锁定互斥,则 lock_shared 阻塞执行,直至共享所有者的数量减少。所有者的最大数量保证至少为 10000。注意:通常不直接调用 lock_shared() 而是用 std::shared_lock 管理共享锁定。shared_lock与unique_lock的使用方法类似。 std::shared_mutex::unlock_shared。将互斥从调用方线程的共享所有权释放。当前执行线程必须以共享模式锁定互斥,否则行为未定义。通常不直接调用 unlock_shared() 而是用 std::shared_lock 管理共享锁定。 shared_lock C++14起。
示例1 #include <iostream> 2 #include <mutex> //unique_lock 3 #include <shared_mutex> //shared_mutex shared_lock 4 #include <thread> 5 6 std::mutex mtx; 7 8 class ThreadSaferCounter 9 { 10 private: 11 mutable std::shared_mutex mutex_; 12 unsigned int value_ = 0; 13 public: 14 ThreadSaferCounter(/* args */) {}; 15 ~ThreadSaferCounter() {}; 16 17 unsigned int get() const { 18 //读者, 获取共享锁, 使用shared_lock 19 std::shared_lock<std::shared_mutex> lck(mutex_);//执行mutex_.lock_shared(); 20 return value_; //lck 析构, 执行mutex_.unlock_shared(); 21 } 22 23 unsigned int increment() { 24 //写者, 获取独占锁, 使用unique_lock 25 std::unique_lock<std::shared_mutex> lck(mutex_);//执行mutex_.lock(); 26 value_++; //lck 析构, 执行mutex_.unlock(); 27 return value_; 28 } 29 30 void reset() { 31 //写者, 获取独占锁, 使用unique_lock 32 std::unique_lock<std::shared_mutex> lck(mutex_);//执行mutex_.lock(); 33 value_ = 0; //lck 析构, 执行mutex_.unlock(); 34 } 35 }; 36 ThreadSaferCounter counter; 37 void reader(int id){ 38 while (true) 39 { 40 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); 41 std::unique_lock<std::mutex> ulck(mtx);//cout也需要锁去保护, 否则输出乱序 42 std::cout << "reader #" << id << " get value " << counter.get() << "\n"; 43 } 44 } 45 46 void writer(int id){ 47 while (true) 48 { 49 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); 50 std::unique_lock<std::mutex> ulck(mtx);//cout也需要锁去保护, 否则输出乱序 51 std::cout << "writer #" << id << " write value " << counter.increment() << "\n"; 52 } 53 } 54 55 int main() 56 { 57 std::thread rth[10]; 58 std::thread wth[10]; 59 for(int i=0; i<10; i++){ 60 rth[i] = std::thread(reader, i+1); 61 } 62 for(int i=0; i<10; i++){ 63 wth[i] = std::thread(writer, i+1); 64 } 65 66 for(int i=0; i<10; i++){ 67 rth[i].join(); 68 } 69 for(int i=0; i<10; i++){ 70 wth[i].join(); 71 } 72 return 0; 73 }
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