linux 读写锁写优先

基础概念

读写锁（Read-Write Lock）是一种同步机制，用于管理对共享资源的访问。它允许多个读者同时访问资源，但在写者访问时，会独占资源，阻止其他读者和写者访问。读写锁的核心思想是提高并发性能，因为读操作通常不会改变数据状态，而写操作会。

读写锁的类型

读优先（Read-Preferring）：
- 多个读者可以同时访问资源。
- 写者需要等待所有读者完成读取后才能写入。
- 如果有写者在等待，新的读者仍然可以进入。

写优先（Write-Preferring）：
- 写者请求时，如果有读者正在读取，新的读者会被阻塞。
- 写者请求时，如果有其他写者在等待，当前写者会被阻塞，直到前面的写者完成写入。
- 这种策略确保写操作能够尽快执行，避免写操作长时间等待。

应用场景

读多写少的场景，如缓存系统、配置管理等。
写优先适用于需要及时响应写操作的场景，如实时数据处理、日志记录等。

为什么选择写优先

写优先的读写锁在某些情况下非常有用，特别是在以下场景：

实时性要求高：当系统需要快速响应写操作时，写优先可以确保写操作不被长时间延迟。
数据一致性：在某些情况下，保持数据的一致性比并发读取更重要。

示例代码（C语言）

以下是一个简单的写优先读写锁的实现示例：

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

typedef struct {
    pthread_rwlock_t rwlock;
    int readers;
    int writers_waiting;
    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_cond_t cond;
} WritePreferringRWLock;

void init_lock(WritePreferringRWLock *lock) {
    pthread_rwlock_init(&lock->rwlock, NULL);
    lock->readers = 0;
    lock->writers_waiting = 0;
    pthread_mutex_init(&lock->mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&lock->cond, NULL);
}

void read_lock(WritePreferringRWLock *lock) {
    pthread_mutex_lock(&lock->mutex);
    while (lock->writers_waiting > 0) {
        pthread_cond_wait(&lock->cond, &lock->mutex);
    }
    lock->readers++;
    pthread_mutex_unlock(&lock->mutex);
    pthread_rwlock_rdlock(&lock->rwlock);
}

void read_unlock(WritePreferringRWLock *lock) {
    pthread_rwlock_unlock(&lock->rwlock);
    pthread_mutex_lock(&lock->mutex);
    lock->readers--;
    if (lock->readers == 0 && lock->writers_waiting > 0) {
        pthread_cond_signal(&lock->cond);
    }
    pthread_mutex_unlock(&lock->mutex);
}

void write_lock(WritePreferringRWLock *lock) {
    pthread_mutex_lock(&lock->mutex);
    lock->writers_waiting++;
    while (lock->readers > 0 || pthread_rwlock_trywrlock(&lock->rwlock) != 0) {
        pthread_cond_wait(&lock->cond, &lock->mutex);
    }
    lock->writers_waiting--;
    pthread_mutex_unlock(&lock->mutex);
}

void write_unlock(WritePreferringRWLock *lock) {
    pthread_rwlock_unlock(&lock->rwlock);
    pthread_mutex_lock(&lock->mutex);
    pthread_cond_broadcast(&lock->cond);
    pthread_mutex_unlock(&lock->mutex);
}

int main() {
    WritePreferringRWLock lock;
    init_lock(&lock);

    // Example usage
    read_lock(&lock);
    // Perform read operation
    read_unlock(&lock);

    write_lock(&lock);
    // Perform write operation
    write_unlock(&lock);

    return 0;
}