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纯文本网站连接,免费crm试用,青岛专业网站设计公司,江门市蓬江区最新发布目录 1 - 读者写者问题 1.1 - 什么是读者写者问题 1.2 - 读者写者与生产消费者的区别
1.3 - 如何理解读者写者问题 2 - 读写锁 2.1 - 读写锁接口 3 - 读者优先(Reader-Preference) 4 - 写者优先(Writer-Preference) 1 - 读者写者…目录 1 - 读者写者问题 1.1 - 什么是读者写者问题 1.2 - 读者写者与生产消费者的区别  1.3 - 如何理解读者写者问题 2 - 读写锁 2.1 - 读写锁接口 3 - 读者优先(Reader-Preference) 4 - 写者优先(Writer-Preference) 1 - 读者写者问题 1.1 - 什么是读者写者问题 多个读者可以同时访问共享资源。例如在一个数据库系统中多个用户(读者)可以同时读取数据库中的某些数据只要没有写操作在进行这种并发读取不会导致数据的不一致性。写者在对共享资源进行写操作时必须独占资源。因为如果有多个写者同时写或者有读者在同时读取时写者进行写操作都可能导致数据的不一致性。比如在文件系统中一个进程(写者)在修改文件内容时如果其他进程(读者或写者)同时操作这个文件文件内容就可能变得混乱。设计一种并发控制机制既能保证多个读者的并发访问又能确保写者对共享资源的独占访问并且在写者等待访问资源时新到达的读者不会无限期地抢占写者的访问权以避免写者“饥饿”现象。这通常需要使用信号量等同步原语来实现。 1.2 - 读者写者与生产消费者的区别  对比维度读者写者模型生产消费者模型数据访问读者只读写者只写生产者生产消费者消费并发访问读者并行写者互斥生产者和消费者互斥使用场景多读少写大量短时任务数据处理无消费者处理数据同步机制读写锁互斥锁或信号量 通过对比可以看出读者写者模型更适合于数据的并发读取而生产消费者模型更适合于数据的生产和消费。在实际应用中应根据具体的业务需求选择合适的模型。 1.3 - 如何理解读者写者问题 伪代码如下 公共部分 uint32_t reader_count 0; lock_t count_lock; lock_t writer_lock; Reader // 加锁 lock(count_lock); if (reader_count 0)lock(writer_lock); reader_count; unlock(count_lock);// read; //解锁 lock(count_lock); –reader_count; if (reader_count 0)unlock(writer_lock); unlock(count_lock); Writer lock(writer_lock);// write unlock(writer_lock); 2 - 读写锁 在编写多线程的时候有一种情况是十分常见的。那就是有些公共数据修改的机会比较少。相比较改写它们读的机会反而高的多。通常而言在读的过程中往往伴随着查找的操作中间耗时很长。给这种代码段加锁会极大地降低我们程序的效率。那么有没有一种方法可以专门处理这种多读少写的情况呢有那就是读写锁。 当前锁状态读锁请求写锁请求无锁可以可以读锁可以阻塞写锁阻塞阻塞 注意写独占读共享读锁优先级高。 2.1 - 读写锁接口 设置读写优先 int pthread_rwlockattr_setkind_np(pthread_rwlockattr_t* attr, int pref); /* pref 共有 3 种选择 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_READER_NP (默认设置) 读者优先可能会导致写者饥饿情况 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_WRITER_NP 写者优先目前有 BUG导致表现行为和PTHREAD_RWLOCK_PREFER_READER_NP 一致 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_WRITER_NONRECURSIVE_NP 写者优先但写者不能递归加锁 / 初始化 int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t* restrict attr);销毁 int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t* rwlock);加锁和解锁 int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t* rwlock); int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t* rwlock); int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t* rwlock); 读写锁案例 #include iostream #include pthread.h #include unistd.h #include vector #include cstdlib #include ctime// 共享资源 int shared_data 0;// 读写锁 pthread_rwlock_t rwlock;// 读者线程函数 void* Reader(void* arg) {//sleep(1); //读者优先一旦读者进入读者很多写者基本就很难进入了int number (int)arg;while (true){pthread_rwlock_rdlock(rwlock); // 读者加锁std::cout 读者- number 正在读取数据, 数据是: shared_data std::endl;sleep(1); // 模拟读取操作pthread_rwlock_unlock(rwlock); // 解锁}delete (int)arg;return NULL; }// 写者线程函数 void Writer(void* arg) {int number (int)arg;while (true){pthread_rwlock_wrlock(rwlock); // 写者加锁shared_data rand() % 100; // 修改共享数据std::cout 写者- number 正在写入. 新的数据是: shared_data std::endl;sleep(2); // 模拟写入操作pthread_rwlock_unlock(rwlock); // 解锁}delete (int)arg;return NULL; }int main() {srand(time(nullptr) ^ getpid());pthread_rwlock_init(rwlock, NULL); // 初始化读写锁// 可以更高读写数量配比观察现象const int reader_num 2;const int writer_num 2;const int total reader_num writer_num;pthread_t threads[total]; // 假设读者和写者数量相等// 创建读者线程for (int i 0; i reader_num; i){int id new int(i);pthread_create(threads[i], NULL, Reader, id);}// 创建写者线程for (int i reader_num; i total; i){int* id new int(i - reader_num);pthread_create(threads[i], NULL, Writer, id);}// 等待所有线程完成for (int i 0; i total; i){pthread_join(threads[i], NULL);}pthread_rwlock_destroy(rwlock); // 销毁读写锁return 0; } Makefile reader_writer_lock_test:reader_writer_lock_test.cc g -o \( \)^ -lpthread .PHONY:clean clean: rm -f reader_writer_lock_test 部分运行效果 $ ./reader_writer_lock_test 写者- 0 正在写入. 新的数据是: 82 读者-0 正在读取数据, 数据是: 82 写者- 0 正在写入. 新的数据是: 32 读者-0 正在读取数据, 数据是: 32 写者- 0 正在写入. 新的数据是: 30 读者-0 正在读取数据, 数据是: 30 写者- 0 正在写入. 新的数据是: 27 读者-0 正在读取数据, 数据是: 27 写者- 0 正在写入. 新的数据是: 43 读者-0 正在读取数据, 数据是: 43 写者- 0 正在写入. 新的数据是: 47 3 - 读者优先(Reader-Preference) 在这种策略中系统会尽可能多地允许多个读者同时访问资源(比如共享文件或数据)而不会优先考虑写者。这意味着当有读者正在读取时新到达的读者会立即被允许进入读取区而写者则会被阻塞直到所有读者都离开读取区。读者优先策略可能会导致写者饥饿(即写者长时间无法获得写入权限)特别是当读者频繁到达时。  4 - 写者优先(Writer-Preference) 在这种策略中系统会优先考虑写者。当写者请求写入权限时系统会尽快地让写者进入写入区即使此时有读者正在读取。这通常意味着一旦有写者到达所有后续的读者都会被阻塞直到写者完成写入并离开写入区。写者优先策略可以减少写者等待的时间但可能会导致读者饥饿(即读者长时间无法获得读取权限)特别是当写者频繁到达时。 感谢各位大佬支持 互三啦