c++ - Reader Writer Lock 支持低优先级的写者

Question

我正在尝试寻找(或实现)支持低优先级写入器的读取器/写入器锁，但未能成功研究任何现有解决方案。

我所说的低优先级写入器的意思是:“将让位给即将到来的读者或普通写入器”。

如果有持续不断的读者流，肯定会导致饥饿，但这可以通过定时锁变体(“尝试定时低优先级写入器锁”，然后在超时时切换到正常锁)或通过更改来解决读取器的发布方式(可能会定期暂停读取一小段时间)。

如果有任何文献描述这些东西，我还没有找到。

如果有利用常规锁的已知(正确!)解决方案，我将不胜感激。

Answer 1

我不知道有什么 100% 像你的建议，但有一些现有的接口(interface)很接近:

许多现有的 r/w 锁 API 都有一个“try lock”接口(interface)，例如 UN*X 系统上的 pthread_rwlock_trywrlock()。这些是无等待的，只有在没有人拥有它或已经等待它的情况下才会获取锁。

您通常会使用这种自旋来锁定，和/或人为地延迟尝试代码(后退)。 IE。有这样的代码:

for (count = 0; count < MAX_SPINS && (locked = trywrlock(lock)); count++);
if (locked) {
    delay(some_backoff);
    wrlock(lock);         /* or try spinning loop above again ? */
}

不幸的是，这并不是您所要求的；它会晚点获得锁，但是低优先级的写入器将在 CPU 上自旋和/或由于(可能是不必要的)退避而以延迟的方式获得它。

Solaris 内核有一个接口(interface) rw_tryupgrade(9f)可用于测试当前线程是否是锁上唯一的读取器而没有写入器等待，如果是，则将锁升级为独占/写入，即您的代码如下:

if (!rw_tryenter(lock, RW_WRITER)) {
    rw_enter(lock, RW_READER);    /* this might wait for a writer */
    if (!rw_tryupgrade(lock)) {   /* this fails if >1 reader / writer waiting */
        /* do what you must to if you couldn't get in immediately */
    }
}

这有点接近您的要求，但仍然不完全相同 - 如果失败，您必须放弃读锁，可能会后退(等待)，重新获取读锁，尝试升级。该过程又相当于旋转。

此外，许多 UNIX 系统至少实际上按调度优先级顺序执行等待程序唤醒；因此，在尝试普通的等待 wrlock() 调用之前，您必须将线程设置为最低优先级(如果有必要，人为地)；凭借调度程序的工作方式，在您的线程等待时其他任何人想要相同的写锁都会在此之前获得它。尽管在多处理器/核心系统上不一定能保证......

最后，SymbianOS(Symbian^3 版本)有一个 RRWlock 类，可以使读者优先于作者，这样如果有读者在等待/进来，它会故意让作者挨饿。同样，这并不完全是您想要的行为，因为它会影响给定锁上的所有写入器，而不仅仅是特定的写入器。

恐怕您必须编写自己的优先级锁，使用两个写入器唤醒队列。