前言

上篇文章【Linux多线程编程】5. 线程锁（2）——死锁、读写锁介绍了几种能够引发死锁的场景，并介绍了何为读写锁，以及读写锁的使用场景。本文首要先描述读写锁的基本使用，然后介绍第三种线程同步方式——条件变量。

读写锁的使用

1. 创建读写锁

   pthread_rwlock_t rwlock;
   

2. 初始化读写锁
   初始化读写锁的方法有两种，一种是直接将 PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER 宏赋值给读写锁变量，一种是通过函数初始化

   pthread_rwlock_t myRWLock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER; // 方法1，直接赋值
   int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
   // 方法2：函数调用 
   // 参数：
   // rwlock 参数用于指定要初始化的读写锁变量；
   // attr 参数用于自定义读写锁变量的属性，置为 NULL 时表示以默认属性初始化读写锁。
   // 一般 attr 参数传NULL
   

3. 释放读写锁资源

   int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
   

4. 加锁

   int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t* rwlock); // 加读锁
   int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t* rwlock); // 加写锁
   int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t* rwlock); 
   int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t* rwlock); 
   

   pthread_rwlock_tryxx 与 pthread_rwlock_rdlock/pthread_rwlock_wrlock 的区别在于：

   若此时无法加对应的锁，则 pthread_rwlock_rdlock/pthread_rwlock_wrlock 会阻塞等待锁被释放
   而pthread_rwlock_tryxx 则是直接返回EBUSY 错误码，不会阻塞线程。

5. 解锁

   int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t* rwlock);
   

6. 锁的销毁

   int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t* rwlock);
   

读写锁代码示例

创建3个读线程，1个写线程，读线程输出临界资源 x 的值，写线程对临界资源 x 的值 + 1，并输出写后的值。
因此，读线程的工作函数 read_thread 调用 pthread_rwlock_rdlock加读锁。
写线程的工作函数 write_thread 调用 pthread_rwlock_wrlock 加写锁。

// thread.c
#include 
#include 
#include 
int x = 0; // 临界资源 x
//创建读写锁变量
pthread_rwlock_t myrwlock;// 读线程，只加读锁即可
void* read_thread(void* args){printf("------%u read_thread ready\n", pthread_self()); // pthread_self() 输出当前线程的线程IDwhile (1) {sleep(1);//请求读锁pthread_rwlock_rdlock(&myrwlock);printf("read_thread: %u,x=%d\n", pthread_self(), x);sleep(1);//释放读写锁pthread_rwlock_unlock(&myrwlock);}return NULL;
}// 写线程，需要加写锁
void* write_thread(void* param)
{printf("------%u write_thread ready!\n",pthread_self());while (1) {sleep(1);// 请求写锁pthread_rwlock_wrlock(&myrwlock);++x; // 修改临界资源 x 的值，需要加写锁printf("write_thread: %u,x=%d\n", pthread_self(), x);sleep(1);//释放读写锁pthread_rwlock_unlock(&myrwlock);}return NULL;
}int main()
{int i;//初始化读写锁pthread_rwlock_init(&myrwlock, NULL);//创建 3 个读 x 变量的线程pthread_t readThread[3];for (i = 0; i < 3; ++i) {pthread_create(&readThread[i], NULL, read_thread, NULL);}//创建 1 个修改 x 变量的线程pthread_t writeThread;pthread_create(&writeThread, NULL, write_thread, NULL);//等待各个线程执行完成pthread_join(writeThread, NULL);for (int i = 0; i < 3; ++i) {pthread_join(readThread[i], NULL);}//销毁读写锁pthread_rwlock_destroy(&myrwlock);return 0;
}

编译生成可执行文件
gcc thread.c -o thread -lpthread
执行 ./thread 后结果如下：

------1134741248 read_thread ready
------1113761536 read_thread ready
------1103271680 write_thread ready!
------1124251392 read_thread ready
read_thread: 1124251392,x=0
read_thread: 1113761536,x=0
read_thread: 1134741248,x=0
write_thread: 1103271680,x=1
read_thread: 1134741248,x=1
read_thread: 1124251392,x=1
read_thread: 1113761536,x=1
write_thread: 1103271680,x=2
read_thread: 1124251392,x=2
read_thread: 1113761536,x=2
read_thread: 1134741248,x=2

可以看出线程 1124251392、1113761536、1134741248为读线程，每次读取 x 的值；
线程 1103271680 为写线程，每次对 x 值 + 1；写线程写完 x 后，读线程再读取 x 的值就会比上次读取的值多1。

条件变量

条件变量是一种特殊的线程同步的方式，但是与之前我们介绍的加锁保证临界资源的安全访问不同，条件变量是用来阻塞并唤醒线程的，需要与互斥锁配合才能真正达到线程同步的效果。
锁体现的是一种竞争，我离开了，通知你进来。而条件变量体现的是一种协作，我准备好了，通知你开始吧。
条件变量通常与互斥锁使用，以多线程执行业务，业务执行完后需要退出主程序的例子举例，语义可以描述为：

主线程：我已经创建了业务线程，接下来需要等待 stop = 1，stop = 1 时请唤醒我，我来继续执行后面的退出操作。
条件变量（总指挥）：好的，我会一直循环观测 stop 的值，当它变为 1 时，我唤醒主线程；小弟1，请先请求互斥锁配合，获取当前stop的值，并阻塞主线程等待。
条件变量（小弟1）：好的；互斥锁，请协助我，先获取到 stop 的锁，我需要获取当前的 stop 值，我将一直执行阻塞主线程操作，直到被唤醒；别担心，我拿到你给我的锁后，内部会释放这把锁，然后再阻塞主线程，因此不会因为我加了 stop 锁导致其他线程阻塞。
互斥锁：收到；现在没有其他线程要 stop 锁，这把锁可以给你。（给条件变量（小弟1）锁）。
条件变量（小弟1）：主线程阻塞已完成，内部已释放 stop 锁，我将在这里等待被唤醒。条件变量（总指挥），请在需要的时候唤醒我。
条件变量（总指挥）：收到，我已设置了 stop = 1 时的唤醒程序，届时将有线程唤醒条件变量（小弟1）。业务线程s，如果觉得可以退出了，请执行我预设的唤醒程序。
业务线程s：我们正在执行一些业务程序，请求已收到，请放心，我们业务线程之间会协商最终的业务完毕时间，并由指定的某个业务线程执行你预设的唤醒程序。

上面用一大段对话模拟了条件变量和互斥锁的配合，看起来写了很多内容，其实代码很简单，先贴出来压压惊：

pthread_mutex_t stop_lock;
pthread_cond_t stop_cond;
unsigned stop;
void wait_stop() 
{pthread_mutex_lock(&stop_lock); // 加锁while (stop == 0) { // 循环的作用后续文章介绍pthread_cond_wait(&stop_cond, &stop_lock); // 阻塞调用 wait_stop 的线程，等待被 pthread_cond_signal 唤醒}stop= stop-1;pthread_mutex_unlock(&stop_lock);
}void signal_stop() 
{pthread_mutex_lock(&stop_lock); if (stop == 0) {pthread_cond_signal(&stop_cond);  // 某线程调用 signal_stop ，唤醒线程}stop = 1; // 设置 stop 标志pthread_mutex_unlock(&stop_lock);
}

关于条件变量的详细使用将在下篇文章介绍，请及时关注。