Concurrency pthreads锁定方案，允许并发读取共享数据结构

假设您有一些既能读取又能写入数据结构的代码。如果有多个线程执行此代码（并共享数据结构），是否有某种安排可以实现以下目标：

允许2次或更多并发读取，不允许写入

不允许2次或更多写入

不允许1个或多个读取与1个或多个写入同时进行

在任何读取和写入过程中锁定的单个互斥锁可以实现目标2和3，但无法实现目标1。有什么解决方案可以实现这三个目标吗

假设不可能设计一种方案，其中数据结构的不同子部分可以使用不同的互斥锁进行保护

我在这方面的笨拙做法是：

每个线程有一个互斥体，每个线程在需要读取时锁定自己的互斥体

有一个额外的“全局”互斥。当任何线程想要写入时，它首先锁定这个全局互斥锁。然后，它在所有线程特定的互斥体上执行pthread_mutex_trylock（）循环，直到将它们全部锁定，然后执行写操作，然后将它们全部解锁。最后，它打开全局互斥锁

然而，这种方法似乎不是很有效

提前感谢,

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Henry

Pthreads包括具有这种行为的读写器锁。您可以以一种分析的方式初始化它们以创建互斥对象-静态方式或：

pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;

或者使用

pthread\u rwlock\u init（）动态执行

要锁定读取（共享），请使用
pthread\u rwlock\u rdlock（）
；要锁定写入（独占），请使用
pthread\u rwlock\u wrlock（）
。也有“trylock”和“timedlock”的变体


当然，您也可以从pthreads mutex和condition变量构建这样的锁。例如，您可以将读卡器侧锁实现为：

pthread_mutex_lock(&mutex);
readers++;
pthread_mutex_unlock(&mutex);

写入器侧锁是：

pthread_mutex_lock(&mutex);
while (readers > 0)
    pthread_cond_wait(&mutex, &cond);

读卡器侧解锁为：

pthread_mutex_lock(&mutex);
if (--readers == 0)
    pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

写入端解锁为：

pthread_mutex_lock(&mutex);
if (--readers == 0)
    pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

（这只是出于兴趣-最好使用内置读写器锁，因为这些锁可以直接使用特定于体系结构的代码实现，这可能比使用其他pthreads原语更有效）

注意，在一个实际的实现中，你要考虑的是<代码>读者溢出。
 pType支持一个<>代码> pthRead我没有使用它们的经验。谢谢你的回答@caf。这是一个优雅的解决方案。如果我理解你的互斥/cond公式，在
while（readers>0）pthread\u cond\u wait（&mutex，&cond）
循环中，
读卡器可能会增加或减少，因此写入端锁受所有其他线程的支配，而这些线程恰好同时在读取部分之外。@HenryBigelow:是的，读者实际上比作者享有优先权。内置pthreads rwlocks也是如此，因为它们保证读锁是递归的——也就是说，您可以安全地重新锁定已经持有的读锁。如果您让稍后到达的读卡器等待写入器，那么这将导致死锁（除非您对递归情况给予特殊豁免，这需要跟踪每个线程持有的每个读锁，这需要无限的空间）。