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C++17里面的读写锁（shared_lock读锁，unique_lock写锁）

发布时间 2023-12-29 18:28:42作者: He_LiangLiang

C++标准库本身没有直接提供读写锁，但C++11引入了一些工具，例如std::shared_mutex（C++14引入的，C++17之前的标准库中可能不支持）以及相关的读锁定（std::shared_lock）和写锁定（std::unique_lock）机制，用于实现读写锁的功能。

下面是一个简单的示例，演示如何使用std::shared_mutex实现读写锁：

 

文件名称是  test_rw_lock.cpp

在C++17下面编译的代码。

编译命令：

g++ test_rw_lock.cpp --std=c++17 -o wr.bin -l pthread

 

这里我们创建了10个写的线程，来执行fun1里面的方法，给iCount做自增操作。

我们创建了10个读的线程，来执行fun2里面读取的方法，输出iCount里面的值。

 

验证写锁：（写锁要能够解决写冲突）

1.不加锁，打印程序执行结果，预期结果是1000*10；多次执行程序，发现结果不是预期的值。

2.加读锁，打印程序执行结果，预期结果是1000*10；多次执行程序，发现结果不是预期的值。

3.加写锁（注释读锁），打印程序执行结果，预期结果是1000*10；多次执行程序，发现结果满足预期的值。

因此可以验证，写锁是成功的。写锁避免了写的冲突。

 

验证读锁：（验证多次读取功能，多次加读锁功能）

 1.加读锁，打印程序结果，在日志里面看结果。如果有现成读取数值相同，说明读锁是正常的。（读锁要支持多次读取）

 执行程序的时候，可以执行下面的命令，把数据导出到 文本里面。

我们如果在日志里面看到的fun2里面输出了同样的数值，说明2个线程都读取到了同一个数值，说明加多个读锁是没有冲突，没有问题的。说明读锁成功。

（wr.bin是我们编译生成的文件，“>”操作符是导出数据到文本。）

./wr.bin  > a1.log

 

 
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <shared_mutex>
#include <thread>
#include <vector>

std::shared_mutex m_mutex;
int iCount = 0;

// test write lock
void fun1() {
    for(int i=0;i<1000;++i) {
        //std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(m_mutex); //read lock
        std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(m_mutex); //write lock
        ++iCount;
    }
}

// test read lock
void fun2(){
    for(int i=0;i<1000;++i) {
        std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(m_mutex); //read lock
        std::cout<<"read val is:"<< iCount << std::endl;
    }
}

int main() {

    //当你想要将线程放入std::vector容器时，你需要使用指向线程的指针或std::thread的移动语义，
    //因为std::thread对象不能被拷贝。
    //std::vector<std::thread> vec_ths;
    
    //std::thread threads[10];
    // 是使用数组方式创建一个包含10个std::thread对象的数组。
    //这个数组用于存储线程对象，每个元素代表一个线程
    constexpr size_t numThreads = 10;
    std::thread  ths[numThreads];

    std::thread  r_ths[numThreads];
    for(int i=0;i<numThreads;++i) {
        ths[i] = std::thread(fun1);
        r_ths[i] = std::thread(fun2);
    }

    for(int i=0;i<numThreads;++i) {
        ths[i].join();   // test write lock
        r_ths[i].join(); // test read lock.
    }

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(6666));
    std::cout<<std::endl<<"finished iCount:"<<iCount<<std::endl;

    // g++ test_rw_lock.cpp --std=c++17 -o wr.bin -l pthread
    return 0;
}