APUE之執行緒（五）

執行緒同步：

讀寫鎖：

繼續往下說執行緒同步問題。讀寫鎖與互斥量類似，但是讀寫鎖的好處是允許更高的並行性。讀寫鎖有三種狀態：讀模式下加鎖狀態，寫模式下加鎖狀態，不加鎖狀態。下面有中情況需要說明以下，寫加鎖狀態時，未被解鎖的時候，所有試圖對這個鎖進行加鎖的執行緒都會被阻塞。讀加鎖狀態時，所有以讀模式對它進行加鎖的執行緒都可以得到訪問的許可權，但是如果執行緒希望以寫模式對此鎖進行加鎖時，必須阻塞到所有執行緒釋放讀鎖。讀寫鎖比較適合與對於資料結構讀的次數遠遠大於寫的情況。

與互斥量一樣，讀寫鎖在使用的時候也需要初始化，在釋放他們底層的記憶體前必須銷毀。

#include int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
int pthread_rwlock_destory(pthread_rwlock_t *rwlock);

pthread_rwlock_init()進行初始化，釋放讀寫鎖占用的記憶體前，用pthread_rwlock_destory()做清理工作。

下面就是三種鎖的函式：

#include int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//讀鎖
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//寫鎖
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);//解鎖

補充一下有條件的讀寫鎖原語：

#include int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

下面的程式是使用讀寫鎖的乙個例子：

/*
*name : list11_8.c
*author : lniper
*date : 2016-02-17
*aim : using the write and read lock.
*/#include #include struct job;
struct queue;
/* *initialize a queue.
*/int queue_init(struct queue *qp)
/* *insert a job at the head of the queue.
*/void job_insert(struct queue *qp, struct job *jp)
/* */
/* *remove the given job from a queue.
*/void job_remove(struct queue *qp, struct job *jp)
else if (jp == qp->q_tail) else 
pthread_rwlock_unlock(&qp->q_lock);
}/* 
*find a job for the given thread id.
*/struct job *job_find(struct queue *qp, pthread_t id)

這個例子中，無論什麼時候需要增加乙個作業到佇列中或者從佇列中刪除作業，都用寫模式鎖住佇列的讀寫鎖。另外無論什麼時候搜尋佇列，首先需要獲取讀模式下的鎖，允許所有的工作執行緒併發的搜尋佇列。這種情況下如果想改善效能，只有執行緒搜尋佇列的頻率遠遠高於增加或者刪除作業的頻率。

條件變數：

這個是執行緒可用的另一種同步機制。條件變數給多個執行緒提供了乙個會合的場所。條件變數和互斥量一起使用的時候，允許執行緒以無競爭的方式等待特定的條件發生。

#include int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_condattr_t *restrict attr);
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

pthread_cond_init()函式是動態分配的初始化函式，pthread_cond_initializer分給靜態分配的條件變數。pthread_cond_destroy()函式對條件變數進行去除初始化。

#include int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex, const struct timespec *restrict timeout);

pthread_cond_timedwait()函式提供了timeout，timeout指定了等待的時間，通過timespec結構指定。時間用秒數或者分秒數來表示（納秒）。

struct timespec ;

下面提供兩個函式對於喚醒等待條件的某個或者所有的執行緒：

#include int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);//喚醒等待該條件的某個執行緒
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);//喚醒等待該條件的所有執行緒

下面的**是結合條件變數和互斥量對執行緒進行同步。

/*
*name : list11_9.c
*author : lniper 
*date : 2016-02-17
*aim : the condition variable and mutex make the thread synchronization.
*/#include struct msg;
structy msg *workq;
pthread_cond_t qready = pthread_cond_initializer;
pthread_mutex_t qlock = pthread_mutex_initializer;
void process_msg(void)} 
void enqueue_msg(struct msg *mp)

總結：

對於執行緒的同步的三種基本的機制：互斥，讀寫鎖以及條件變數。對於執行緒的同步還需要多多的實踐，編寫程式才能更好的理解執行緒同步的精髓。

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