基于RT-Thread的信号量实现读写锁的控制结构体和相关API函数,要求条理清晰,逻辑清晰

时间: 2024-03-05 12:50:45 浏览: 189
实现读写锁需要使用信号量和互斥锁等操作系统的原语,下面是基于RT-Thread的信号量实现读写锁的控制结构体和相关API函数: 1. 读写锁的控制结构体: ```C typedef struct { rt_mutex_t mutex; // 互斥锁 rt_sem_t read_sem; // 读信号量 rt_sem_t write_sem; // 写信号量 rt_uint32_t readers; // 当前正在读的线程数 rt_uint32_t writers; // 当前正在写的线程数 } rt_rwlock_t; ``` 2. 读写锁的初始化函数: ```C rt_err_t rt_rwlock_init(rt_rwlock_t *rwlock) { rt_err_t result; // 初始化互斥锁 result = rt_mutex_init(&rwlock->mutex, RT_NULL); if (result != RT_EOK) { return result; } // 初始化读写信号量 result = rt_sem_init(&rwlock->read_sem, 0, RT_IPC_FLAG_FIFO); if (result != RT_EOK) { rt_mutex_detach(&rwlock->mutex); return result; } result = rt_sem_init(&rwlock->write_sem, 0, RT_IPC_FLAG_FIFO); if (result != RT_EOK) { rt_mutex_detach(&rwlock->mutex); rt_sem_detach(&rwlock->read_sem); return result; } // 初始化读写锁计数器 rwlock->readers = 0; rwlock->writers = 0; return RT_EOK; } ``` 3. 读锁的获取函数: ```C rt_err_t rt_rwlock_read_lock(rt_rwlock_t *rwlock) { rt_err_t result; // 获取互斥锁 result = rt_mutex_take(&rwlock->mutex, RT_WAITING_FOREVER); if (result != RT_EOK) { return result; } // 如果当前没有写者,并且读计数器为0时,获取读信号量 if (rwlock->writers == 0 && rwlock->readers == 0) { rt_sem_release(&rwlock->read_sem); } // 增加读计数器 rwlock->readers++; // 释放互斥锁 rt_mutex_release(&rwlock->mutex); // 等待读信号量 rt_sem_take(&rwlock->read_sem, RT_WAITING_FOREVER); return RT_EOK; } ``` 4. 读锁的释放函数: ```C rt_err_t rt_rwlock_read_unlock(rt_rwlock_t *rwlock) { rt_err_t result; // 获取互斥锁 result = rt_mutex_take(&rwlock->mutex, RT_WAITING_FOREVER); if (result != RT_EOK) { return result; } // 减少读计数器 rwlock->readers--; // 如果当前没有读者,释放写信号量 if (rwlock->readers == 0) { rt_sem_release(&rwlock->write_sem); } // 释放互斥锁 rt_mutex_release(&rwlock->mutex); return RT_EOK; } ``` 5. 写锁的获取函数: ```C rt_err_t rt_rwlock_write_lock(rt_rwlock_t *rwlock) { rt_err_t result; // 获取互斥锁 result = rt_mutex_take(&rwlock->mutex, RT_WAITING_FOREVER); if (result != RT_EOK) { return result; } // 增加写计数器 rwlock->writers++; // 如果当前没有读者或者写者,获取写信号量 if (rwlock->readers == 0 && rwlock->writers == 1) { rt_sem_release(&rwlock->write_sem); } // 释放互斥锁 rt_mutex_release(&rwlock->mutex); // 等待写信号量 rt_sem_take(&rwlock->write_sem, RT_WAITING_FOREVER); return RT_EOK; } ``` 6. 写锁的释放函数: ```C rt_err_t rt_rwlock_write_unlock(rt_rwlock_t *rwlock) { rt_err_t result; // 获取互斥锁 result = rt_mutex_take(&rwlock->mutex, RT_WAITING_FOREVER); if (result != RT_EOK) { return result; } // 减少写计数器 rwlock->writers--; // 如果当前没有写者,释放读写信号量 if (rwlock->writers == 0) { rt_sem_release(&rwlock->read_sem); rt_sem_release(&rwlock->write_sem); } // 释放互斥锁 rt_mutex_release(&rwlock->mutex); return RT_EOK; } ``` 使用上述的读写锁控制结构体和API函数,可以实现对共享资源的高效并发访问。
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