c - pthread 中的读/写锁

Question

我正在学习 pthread 并遇到了读写锁。场景很简单；一个全局变量被所有线程共享，reader 不断打印同一个全局变量的当前值，而 writer 将更新同一个变量。我可以通过使用两个互斥体 (pthread_mutex_t) 来实现这种同步，但我想使用“一个”读写器锁来实现相同的结果。但是，使用一个读写锁，如此处(程序输出，下方)所示，读者只能看到 x 的第一个值，而看不到对全局变量的任何更新。请在这里点亮。

代码:

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <poll.h>

#define ACCESS_ONCE(x) (*(volatile typeof(x) *)&(x))

int x = 0;

pthread_rwlock_t lock_rw = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

void *reader_thread(void *arg)
{
    int i;
    int newx, oldx;
    newx = oldx = -1;

    pthread_rwlock_t *p = (pthread_rwlock_t *)arg;

    if (pthread_rwlock_rdlock(p) != 0) {
        perror("reader_thread: pthread_rwlock_rdlock error");
        exit(__LINE__);
    }

    for (i = 0; i < 100; i++) {
        newx = ACCESS_ONCE(x);
        if (newx != oldx) {
            printf("reader_lock: x: %d\n",x);
        }
        oldx = newx;
        poll(NULL, 0, 1);
    }

    if (pthread_rwlock_unlock(p) != 0) {
        perror("reader thread: pthred_rwlock_unlock error");
        exit(__LINE__);
    }

    return NULL;
}

void *writer_thread(void *arg)
{
    int i;
    pthread_rwlock_t *p = (pthread_rwlock_t *)arg;

    if (pthread_rwlock_wrlock(p) != 0) {
        perror("writer thread: pthread_rwlock_wrlock error");
        exit(__LINE__);
    }

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        ACCESS_ONCE(x)++;
        poll(NULL, 0, 5);
    }

    if (pthread_rwlock_unlock(p) != 0) {
        perror("writer thread: pthread_rwlock_unlock error");
        exit(__LINE__);
    }

    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_t tid1, tid2;
    void *vp;
    if (pthread_create(&tid1, NULL, reader_thread, &lock_rw) != 0) {
        perror("pthread_create error");
        exit (__LINE__);
    }

    if (pthread_create(&tid2, NULL, writer_thread, &lock_rw) != 0) {
        perror("pthread_create error");
        exit (__LINE__);
    }

    //wait for the thread to complete
    if (pthread_join(tid1, &vp) != 0) {
        perror("pthread_join error");
        exit (__LINE__);
    }

    if (pthread_join(tid2, &vp) != 0) {
        perror("pthread_join error");
        exit (__LINE__);
    }

    printf("Parent process sees x: %d\n",x);
    return 0;
}

gcc pthread_rwlock.c -o rwlock -pthread -Wall -Werror

./rwlock

reader_lock: x: 0

Parent process sees x: 3

Answer 1

当一个线程获取锁时，其他试图获取同一个锁的线程将被挂起，直到第一个线程释放锁。

这里发生的是你的读者线程启动，获取锁，然后进入for/poll循环。

写入线程启动，尝试获取已被读取线程占用的锁，并在 pthread_rwlock_wrlock 上保持阻塞。

您真正想要做的是将您的 lock/unlock 放在您访问共享变量的代码之前和之后。

thread_rwlock_rdlock(p);
newx = ACCESS_ONCE(x);
thread_rwlock_unlock(p);
...
thread_rwlock_wrlock(p);
ACCESS_ONCE(x)++;
thread_rwlock_unlock(p);