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读写锁把对共享资源的访问者划分成读者和写者,读者只对共享资源进行读访问,写者则需要对共享资源进行写操作。C++17开始,标准库提供了shared_mutex类(在这之前,可以使用boost的shared_mutex类或系统相关api)。和其他便于独占访问的互斥类型不同,shared_mutex 拥有两个访问级别:
共享:多个线程能共享同一互斥的所有权(如配合shared_lock);
独占:仅有一个线程能占有互斥(如配合lock_guard、unique_lock)。
shared_mutex 通常用于多个读线程能同时访问同一资源而不导致数据竞争,但只有一个写线程能访问的情形。
通过查看该类的接口,可以看到,该类除了互斥锁定接口,还提供了共享锁定接口。
lock() 锁定互斥。若另一线程已锁定互斥,则到 lock() 的调用将阻塞执行,直至获得锁。可以用 std::lock_guard 和 std::unique_lock 管理互斥锁定。
shared_lock() 获得互斥的共享所有权。若另一线程以排他性所有权保有互斥,则到 shared_lock() 的调用将阻塞执行,直到能取得共享所有权。若已以任何模式(排他性或共享)占有 mutex 的线程调用 shared_lock() ,则行为未定义。若多于实现定义最大数量的共享所有者已以共享模式锁定互斥,则 shared_lock() 阻塞执行,直至共享所有者的数量减少。所有者的最大数量保证至少为 10000 。可以用std::shared_lock管理共享锁定。
这里直接借用在线手册上的例子:
#include <iostream> //std::unique_lock #include <mutex> #include <shared_mutex> #include <thread> class ThreadSafeCounter { public: ThreadSafeCounter() = default; // 多个线程/读者能同时读计数器的值。 unsigned int get() const { std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_); return value_; } // 只有一个线程/写者能增加/写线程的值。 void increment() { std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_); value_++; } // 只有一个线程/写者能重置/写线程的值。 void reset() { std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_); value_ = 0; } private: mutable std::shared_mutex mutex_; unsigned int value_ = 0; }; int main() { ThreadSafeCounter counter; auto increment_and_print = [&counter]() { for (int i = 0; i < 3; i++) { counter.increment(); std::cout << std::this_thread::get_id() << '\t' << counter.get() << std::endl; } }; std::thread thread1(increment_and_print); std::thread thread2(increment_and_print); thread1.join(); thread2.join(); system("pause"); return 0; }
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