Linux线程之读写锁小结

读写锁（rwlock）与互斥锁（Mutex Lock）相比，有如下特点：

• 更加细致的区分了读和写，给共享资源分别上了“读”锁和“写”锁。
  
• “写”独占，“读”共享，“写”锁优先级更高
  
• 如果共享资源在绝大多数情况下是“读”操作，可以提高步伐的并发性能。
  

常用的函数原型总结如下：

1. pthread_rwlock_t rwlock （= PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER）; // 定义读写锁的变量并初始化，一定要全局变量,如果使用了下述初始化函数，括号内静态初始化就可以取消
2. pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);                       // const pthread_rwlockattr_t *restrict attr,第二个参数默认为NULL
3. pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);                           // 上读锁，并进行读操作
4. pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);                           // 上写锁，并进行写操作，同一时间只有一把写锁，并与其他锁互斥
5. pthread_rwlock_unlock(&rwlock);                           // 解锁，读和写的解锁函数都相同
6. pthread_rwlock_destroy(&rwlock);                          // 不用了就销毁读写锁

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设计一个步伐，步伐中有3个线程，主线程A创建一个文本，每隔5s获取一次系统时间并写入到该文本中，另外两个线程B和C分别从文本中读取当前的时间和日期，子线程B输出系统时间"hh:mm:ss",子线程c输出系统日期"2024年05月31日”，要求使用读写锁实现互斥。 提示:主线程A获取写操作的锁，另外的线程分别获取读操作的锁，步伐如下：

1. #include <stdio.h>
2. #include <unistd.h>
3. #include <pthread.h>
4. #include <time.h>
6. FILE *timefp;            // 以文件句柄为共享区
7. pthread_rwlock_t rwlock; // 定义读写锁的变量,一定要全局变量
9. // 需要用到的时间结构体，提前列出
10. //  struct tm {
11. //                 int tm_sec;    /* Seconds (0-60) */
12. //  int tm_min;   /* Minutes (0-59) */
13. //  int tm_hour;  /* Hours (0-23) */
14. //  int tm_mday;  /* Day of the month (1-31) */
15. //  int tm_mon;   /* Month (0-11) */
16. //  int tm_year;  /* Year - 1900 */
17. //  int tm_wday;  /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */
18. //  int tm_yday;  /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */
19. //  int tm_isdst; /* Daylight saving time */
20. //  }
22. void *funcB(void *arg) // B线程
23. {
25.     time_t tlocB = 0;
26.     while (1)
27.     {
28.         pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); // 上锁，进行读操作
29.         timefp = fopen("/home/rice/0531/time.txt", "r+");
30.         fread(&tlocB, sizeof(time_t), 1, timefp);
31.         struct tm *tt = localtime(&tlocB);
32.         printf("I am thread B,the time is ===== %02d:%02d:%02d\n", tt->tm_hour, tt->tm_min, tt->tm_sec);
33.         pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 解锁，释放权限
34.         fclose(timefp);
35.         sleep(2); // 每隔两秒进行一次输出
36.     }
37. }
38. void *funcC(void *arg)
39. {
40.     time_t tlocC = 0;
41.     while (1)
42.     {
43.         pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); // 上锁，进行读操作
44.         timefp = fopen("/home/rice/0531/time.txt", "rb+");
45.         fread(&tlocC, sizeof(time_t), 1, timefp);
46.         struct tm *tt = localtime(&tlocC);
47.         printf("I am thread C,the date is ===== %d年:%02d月:%02d日\n", tt->tm_year + 1900, tt->tm_mon + 1, tt->tm_mday);
48.         pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 解锁，释放权限
49.         fclose(timefp);
50.         sleep(2); // 每隔两秒进行一次输出
51.     }
52. }
54. int main()
55. {
56.     pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL); // 初始化读写锁
58.     pthread_t tidB, tidC;
59.     pthread_create(&tidB, NULL, funcB, NULL); // 创建线程
60.     pthread_create(&tidC, NULL, funcC, NULL);
62.     while (1) // 主线程每隔5秒获取一次系统时间
63.     {
64.         pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); // 上锁，进行写操作
66.         timefp = fopen("/home/rice/0531/time.txt", "wb+"); // 打开文件,不存在就创建
67.         time_t tloc = time(NULL);
68.         fwrite(&tloc, sizeof(time_t), 1, timefp); // 将time原始数据存入文件
69.         fclose(timefp);
70.         pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 解锁，释放文件权限
71.         sleep(5);                       // 每隔5秒进行一次写入操作
72.     }
74.     // 等待B和C线程结束
75.     pthread_join(tidB, NULL);
76.     pthread_join(tidC, NULL);
77.     // 销毁读写锁
78.     pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
80.     return 0;
81. }

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输出结果如下：

1. I am thread B,the time is ===== 20:10:57
2. I am thread C,the date is ===== 2024年:06月:01日
3. I am thread B,the time is ===== 20:10:57
4. I am thread C,the date is ===== 2024年:06月:01日
5. I am thread C,the date is ===== 2024年:06月:01日
6. I am thread B,the time is ===== 20:10:57
7. I am thread B,the time is ===== 20:11:02
8. I am thread C,the date is ===== 2024年:06月:01日
9. I am thread B,the time is ===== 20:11:02
10. I am thread C,the date is ===== 2024年:06月:01日
11. ...

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