Linux下如何使用读写锁实现超时控制？(linux读写锁超时)

在许多程序中，我们常常需要使用锁来控制并发访问和修改共享资源的过程。然而，如果锁被一直占用，那么其它线程或进程就会被阻塞，等待锁的释放，这会导致一定的性能问题。因此，在锁的使用中，通常需要考虑超时控制的问题。

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在Linux中，读写锁是一种常用的锁机制，它可以分别对读和写的访问进行控制，从而提高并发访问的效率。本文将着重介绍如何使用读写锁实现超时控制。

读写锁的基本概念

读写锁是一种高效的共享锁机制，它可以让多个读操作同时访问共享资源，而写操作则必须排他地访问共享资源。读写锁分为两种类型：读锁和写锁。

读锁是一种共享锁，多个线程可以同时持有读锁，只要没有写锁。在读锁被持有时，其它线程仍然可以读取共享资源。

写锁是一种排他锁，只有一个线程可以持有写锁，其它线程不能同时持有读写锁以保证共享资源的独占性。当写锁被持有时，其它线程无法访问共享资源。

Linux提供了读写锁的API，包含了如下的两个函数：

“`

#include

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

“`

其中，pthread_rwlock_rdlock函数用于获取读锁，pthread_rwlock_wrlock函数用于获取写锁。这两个函数都会阻塞调用线程，直到锁被释放或者超时。

读写锁的超时控制

在使用读写锁时，我们通常需要考虑锁的超时情况，以防止程序一直等待而无法执行。为实现读写锁的超时控制，我们需要借助Linux的定时器机制，具体的步骤如下：

之一步：定义定时器结构体

在程序开始前，我们需要定义一个timer结构体，用于设置超时时间和回调函数。

“`

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define TIMEOUT 2

struct timer_data {

pthread_rwlock_t *rwlock;

struct timespec timeout;

};

“`

其中，timeout表示超时时间，以秒为单位，rwlock表示读写锁的指针。

第二步：设置定时器

在获取锁的时候，我们需要用到定时器，这里我们使用Linux提供的timer_create函数来创建定时器。

“`

static void set_timer(struct timespec *ts) {

clock_gettime(CLOCK_REALTIME, ts);

ts->tv_sec += TIMEOUT;

}

static void create_timer(struct timer_data *data, timer_t *timerid) {

struct sigevent sev;

memset(&sev, 0, sizeof(sev));

sev.sigev_notify = SIGEV_THREAD;

sev.sigev_value.sival_ptr = data;

sev.sigev_notify_function = timer_callback;

if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, timerid) == -1)

perror(“timer_create”);

}

static void start_timer(timer_t timerid) {

struct itimerspec its;

its.it_value.tv_sec = TIMEOUT;

its.it_value.tv_nsec = 0;

its.it_interval.tv_sec = 0;

its.it_interval.tv_nsec = 0;

if (timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1)

perror(“timer_settime”);

}

“`

其中，set_timer函数用于设置定时器的超时时间，create_timer函数用于创建定时器，start_timer函数用于启动定时器。

第三步：定义回调函数

当定时器超时时，需要调用指定的回调函数。因此，我们需要定义一个timer_callback函数，用于在超时时释放读写锁。

“`

static void timer_callback(union sigval v) {

struct timer_data *data = (struct timer_data *) v.sival_ptr;

if (pthread_rwlock_unlock(data->rwlock) == -1)

perror(“pthread_rwlock_unlock”);

}

“`

其中，timer_callback接收一个union sigval结构体参数，内含定时器超时时传递的参数。timer_callback函数从参数中获取读写锁指针，并释放读写锁。

第四步：获取读写锁

在获取读写锁时，我们需要设置timeout参数。如果在超时前没有获取到锁，那么定时器会超时并释放读写锁。

“`

static void get_rwlock_timed(pthread_rwlock_t *rwlock) {

timer_t timerid;

struct timer_data data;

data.rwlock = rwlock;

set_timer(&data.timeout);

create_timer(&data, &timerid);

pthread_rwlock_wrlock(rwlock);

start_timer(timerid);

pthread_rwlock_timedrdlock(rwlock, &data.timeout);

if (timer_delete(timerid) == -1) {

perror(“timer_delete”);

exit(EXIT_FLURE);

}

}

“`

其中，get_rwlock_timed函数用于获取读写锁，pthread_rwlock_timedrdlock函数用于获取读锁，如果在超时前没有获取到锁，会自动释放读写锁。

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