UNIX網路程式設計鎖（二）

1.3 訊號量讀寫鎖的實現

此部落格是關於一篇訊號量的文章，訊號量提供程序間互斥，很方便。用mutex來實現訊號量的功能，必須將mutex建立在共享記憶體上才能實現。所以當需要執行緒間互斥的時候，最好是用mutex；當用程序間互斥的時候，用sem。歸結起來，mutex直接用到程序上，顯得無用； sem用到執行緒上，顯得畫蛇添足。

sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, unsigned int value);

建立乙個訊號量，value值很重要，初始化訊號量的為value。

int sem_unlink(const char *name);

依據名字來銷毀訊號量

sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);

開啟乙個已經存在的訊號量

int sem_close(sem_t *sem);

關閉乙個訊號量，並不是銷毀它，依舊存在於核心中，只是從當前程序中解除安裝。

int sem_wait(sem_t *sem);

sem的值為0，就一直等待；否則就將sem的值-1

int sem_trywait(sem_t *sem);

sem的值為0，就放棄等待，返回值eagain；否則就將sem的值-1

int sem_post(sem_t *sem);

sem的值+1

int sem_getvalue(sem_t *sem, int *

如果返回成功，sval就是sem當前值；否則就獲取值出錯了

訊號量的互斥鎖的類為semmutex。

1.2.1 成員變數如下:

sem mutex_; sem實際上封裝了乙個sem*指標，初始化為sem_failed

std::string name_; 訊號量的名稱

1.2.2 實現的成員函式如下:

semmutex(const char* name);

建構函式初始化mutex的名稱

bool create();

呼叫sem_open, 建立訊號量, 重要的是訊號量的計數初始化為1

bool destroy();

銷毀訊號量

bool open();

開啟已經建立的訊號量

bool isopen();

訊號量是否已經開啟，實際上判斷sem指標是否為sem_failed

bool lock();

呼叫sem_wait, 如果訊號量的值當前為0，一直等待，表示已經占用了鎖資源；否則sem的值就-1

bool unlock();

呼叫sem_post, 釋放鎖資源，sem的值+1

bool trylock();

呼叫sem_trywait, 如果鎖資源已經占用，sem的值為0，就不用等待，直接返回eagain。

int lockstatus();

獲取鎖的狀態， -1 ，錯誤，0 - 加鎖狀態，1 - 無鎖狀態；實際上其呼叫sem_getvalue來獲取sem的計數，來檢視狀態的。實際上，實現互斥訊號量，就是實現乙個2值訊號量，訊號量的值一直在0和1之間變化；1 的時候是無鎖狀態，不會阻塞；0的時候是加鎖狀態，就會阻塞。

訊號量讀寫鎖的實現，需要乙個sem來記錄同時正在read的個數，以及乙個semmutex來實現互斥，其類為rwsem。

其關鍵就是鎖狀態的判定了。

p_mutex_->lockstatus == unlock; 表明無鎖

p_mutex_->lockstatus == lock && p_read_->getvalue() == 0; 已經加了寫鎖, 即已經加鎖，但是讀鎖的個數為0

p_mutex_->lockstatus == lock && p_read_->getvalue() > 0; 已經加了讀鎖, 即已經加鎖，但是讀鎖的個數》0

1.3.1 rwsem的成員變數:

semmutex* p_mutex_; 實現讀寫互斥

sem* p_read_; 記錄當前正在讀鎖的個數

1.3.2 rwsem的成員函式:

bool create();

建立p_mutex_和p_read_

bool destroy();

銷毀p_mutex_和p_read_

bool open();

開啟p_mutex_和p_read_

bool close();

關閉p_mutex_和p_read_

bool wlock();

嘗試讀鎖，當讀鎖已經佔住了資源或者寫鎖站住資源，就會失敗；而不管哪種鎖占用了資源，p_mutex_的lockstatus都是鎖住狀態。實現機制就是呼叫p_mutex_的wait就ok了

bool trywlock();

嘗試讀鎖，當讀鎖已經佔住了資源或者寫鎖站住資源，就會失敗；而不管哪種鎖占用了資源，p_mutex_的lockstatus都是鎖住狀態。實現機制就是呼叫p_mutex_的trywait就ok了

bool tryrlock();

當寫鎖佔住資源的時候，返回false

當寫鎖沒佔住資源並且讀鎖也沒佔住資源的時候， p_read_呼叫post，讀鎖的個數+1，並且呼叫p_mutex_->wait(),

當寫鎖沒佔住資源並且讀鎖已經佔住資源的時候， p_read_呼叫post，讀鎖的個數+1, 不用呼叫p_mutex_->wait(),否則會阻塞掉的。

bool rlock();

當寫鎖佔住資源的時候，呼叫p_mutex_->wait(), 讓其阻塞

當寫鎖沒佔住資源並且讀鎖也沒佔住資源的時候， p_read_呼叫post，讀鎖的個數+1，並且呼叫p_mutex_->wait(), 表示這個鎖資源已經被占用

當寫鎖沒佔住資源並且讀鎖已經佔住資源的時候， p_read_呼叫post，讀鎖的個數+1, 不用呼叫p_mutex_->wait(),否則會阻塞掉的。

bool unlock();

當加的鎖為讀鎖的時候，呼叫p_read_.post(), 讀鎖的個數-1，如果讀鎖的個數減到0，就呼叫p_mutex_->post(), 解除鎖資源的占用

當加的是寫鎖的時候，呼叫p_mutex_.post(),

int lockstatus();

0 - 無鎖；1- 寫鎖；2-讀鎖

rw_mutex為訊號量互斥鎖的實現以及rw_sem為訊號量讀寫鎖的實現

訊號量互斥鎖的例子

訊號量讀寫鎖的例子

UNIX網路程式設計鎖（二）

unix網路程式設計鎖（一）

UNIX網路程式設計（二）

同步鎖摘自《unix網路程式設計》第二卷

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同步鎖 摘自《unix網路程式設計》第二卷

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