UNIX网络编程卷二 笔记 读写锁和记录上锁

                                             第4章  读写锁和记录上锁

4.1 读写锁

读写锁用于读取数据比修改数据更频繁的场景，它的分配规则如下：

1.  没有线程持有写锁时，任意多的线程可以持有读锁。

2.  仅当没有线程持有读锁或写锁时，才能分配写锁。

当已有线程持有读锁时，另一线程申请写锁则会阻塞，若后续还有读锁的申请，此时有两种策略：

1.  对后续的读锁请求都通过，可能会造成因读锁不断被分配，写锁申请始终阻塞，“饿死”了写进程。

3.  后续读锁请求都阻塞，等当前持有的读锁都结束后优先分配写锁。

4.2 功能函数

读写锁的静态分配可用PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER，动态分配用pthread_rwlock_init初始化，它的属性也是PTHREAD_PROCESS_PRIVATE或PTHREAD_PROCESS_SHARED，也需要对应类型的属性对象。读写锁的init和destroy要结对使用，pthread_rwlockattr_t属性对象也同样。

pthread_rwlock_rdlock：阻塞模式申请读锁。

pthread_rwlock_wrlock：阻塞模式申请写锁。

pthread_rwlock_tryrdlock：非阻塞模式申请读锁。

pthread_rwlock_tryrdlock：非阻塞模式申请读锁。

pthread_rwlock_unlock：解锁。

4.3 记录上锁

记录上锁是读写锁的一种扩展类型，它可用于任意两个进程间共享某文件的读和写。执行上锁的函数是fcntl，锁由内核维护，其属主由进程ID标识。

Unix内核没有记录这一概念，对记录的解释是由读写文件的应用进行的。每个记录就是文件中的一个字节范围。

Posix记录上锁的粒度是单个字节，粒度越小，允许同时使用的用户数就越多。

4.4 fcntl

int fcntl(int fd, int cmd, .../* struct flock *arg*/);

fcntl函数的cmd参数为以下三个值时，执行记录上锁的相关操作：

1.  F_SETLK获取或释放指定的锁，若无法完成该操作则返回出错而不阻塞。

2.  F_SETLKW阻塞版本的F_SETLK。

3.  F_GETLK检查arg指向的锁是否与某个已存在的锁冲突。

F_GETLK后紧接着F_SETLK不是原子操作。

fcntl不能对只读打开的文件获取写锁，也不能对只写打开的文件获取读锁。

锁住整个文件的两个方式：

1.  l_whence成员为SEEK_SET,l_start的成员为0，l_len成员为0。

2.  用lseek把读写指针放到文件头，然后令l_whence为SEEK_SET,l_start为0，l_len为0。

某个文件描述符被关闭时，与它关联的记录锁都被删除。记录锁不能通过fork子进程继承。

记录锁不应该同标准I/O函数一起使用，因为标准I/O库使用了缓冲。

NFS可以使用记录锁。