Cpp 的锁 mutex 是怎么实现的?读锁,写锁,读写锁是什么?
时间: 2024-05-30 22:12:15 浏览: 24
C++中的锁mutex是一种保护共享资源的同步机制,它可以确保在同一时间只有一个线程可以访问共享资源。mutex的实现依赖于操作系统提供的原语,通常是使用互斥量(mutex)实现的。
读锁和写锁是一种特殊的锁,在多线程环境下用于保护共享数据的读写操作。读锁允许多个线程同时读取共享数据,但是不允许有线程写入数据。写锁只允许一个线程写入共享数据,并且不允许其他线程读取或写入数据。这种锁的实现称为"读写锁"(Read-Write Lock)。
读写锁是一种特殊的锁,它允许多个线程同时读取共享数据,但是只允许一个线程写入共享数据。读写锁可以提高对共享数据的并发访问效率,因为多个线程可以同时读取共享数据,而只有在需要写入数据时才需要对数据进行互斥访问。
在C++中,std::mutex是一个互斥量,它提供了基本的互斥操作,如lock()和unlock()。std::shared_mutex是一个读写锁,它提供了shared_lock()和unique_lock()两个操作,其中shared_lock()用于获取读锁,unique_lock()用于获取写锁。
相关问题
C++ 多线程中的读写锁是怎么实现的
C++中的读写锁(ReadWrite Lock)是一种线程同步机制,用于在多线程环境下实现对共享资源的读写操作。它允许多个线程同时读取共享资源,但只允许一个线程进行写操作。
在C++中,读写锁的实现通常使用std::shared_mutex类(也称为shared_mutex)来实现。它是C++14标准引入的一个新特性,提供了读写锁的功能。
使用std::shared_mutex时,可以使用两种不同的锁来进行操作:
1. std::shared_lock:用于共享资源的读取操作。多个线程可以同时获取共享锁,并且不会阻塞彼此。
2. std::unique_lock:用于独占资源的写入操作。只允许一个线程获取独占锁,并且其他线程无法获取共享锁。
通过使用这两种不同的锁,可以实现对共享资源的读写操作的并发性。
下面是一个简单的示例代码,演示了如何使用std::shared_mutex实现读写锁:
```cpp
#include <iostream>
#include <shared_mutex>
#include <thread>
std::shared_mutex rwMutex;
int sharedData = 0;
void ReadData()
{
std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(rwMutex);
std::cout << "Read data: " << sharedData << std::endl;
}
void WriteData()
{
std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(rwMutex);
sharedData++;
std::cout << "Write data: " << sharedData << std::endl;
}
int main()
{
std::thread t1(ReadData);
std::thread t2(ReadData);
std::thread t3(WriteData);
t1.join();
t2.join();
t3.join();
return 0;
}
```
在上述示例中,三个线程分别执行了读取操作和写入操作。使用std::shared_lock获取共享锁来实现读取操作,使用std::unique_lock获取独占锁来实现写入操作。这样可以保证在写入操作时不会有其他线程同时进行读取或写入操作。
需要注意的是,std::shared_mutex是C++14引入的特性,因此在使用之前,请确保编译器支持C++14标准。如果编译器不支持C++14,也可以使用第三方库或自行实现读写锁。
cpp thread中使用 读写锁
在C++中,读写锁是一种线程同步机制,它允许多个线程同时读取共享数据,但是只有一个线程能够写入共享数据。这种机制可以提高并发性能,因为多个线程可以并发地读取数据,而写入数据时只能有一个线程进行,避免了写入竞争的问题。
下面是使用读写锁的示例代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
std::shared_timed_mutex rw_mutex;
int shared_data = 0;
void reader() {
std::cout << "Reader thread " << std::this_thread::get_id() << " started." << std::endl;
// 读取共享数据
{
std::shared_lock<std::shared_timed_mutex> lock(rw_mutex);
std::cout << "Reader thread " << std::this_thread::get_id() << " read data: " << shared_data << std::endl;
}
}
void writer() {
std::cout << "Writer thread " << std::this_thread::get_id() << " started." << std::endl;
// 写入共享数据
{
std::unique_lock<std::shared_timed_mutex> lock(rw_mutex);
shared_data++;
std::cout << "Writer thread " << std::this_thread::get_id() << " wrote data: " << shared_data << std::endl;
}
}
int main() {
std::thread t1(reader);
std::thread t2(reader);
std::thread t3(reader);
std::thread t4(writer);
std::thread t5(writer);
t1.join();
t2.join();
t3.join();
t4.join();
t5.join();
return 0;
}
```
在上面的示例代码中,我们使用了`std::shared_timed_mutex`类来创建一个读写锁。在读取共享数据时,我们使用了`std::shared_lock`类来获取读取锁,而在写入共享数据时,我们使用了`std::unique_lock`类来获取写入锁。这两个类都是C++11中新增加的类,用于提供线程安全的读写锁机制。
在主函数中,我们创建了3个读取线程和2个写入线程,它们并发地访问了共享数据。由于使用了读写锁,多个读取线程可以同时读取数据,而写入线程则会在获取写入锁后才能进行写入操作。这样可以避免读写竞争问题,提高程序的并发性能。
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