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一、什么是顺序锁
顺序锁对读写锁的一种优化,使用顺序锁时,读不会被写执行单元阻塞(在读写锁中,写操作必须要等所有读操作完成才能进行)。也就是说,当向一个临界资源中写入的同时,也可以从此临界资源中读取,即实现同时读写,但是不允许同时写数据。如果读执行单元在读操作期间,写执行单元已经发生了写操作,那么,读执行单元必须重新开始,这样保证了数据的完整性,当然这种可能是微乎其微。顺序锁的性能是非常好的,同时他允许读写同时进行,大大的提高了并发性。
二、顺序锁的缺陷
顺序锁的缺陷在于,互斥访问的资源不能是指针,因为写操作有可能导致指针失效,而读操作对失效的指针进行操作将会发生意外错误。
顺序锁在某些场合比读写锁更加高效,但读写锁可以适用于所有场合,而顺序锁不行,所以顺序锁不能完全替代读写锁。
三、顺序锁的实现
在Linux内核中,有顺序锁的实现方案:
typedef struct { unsigned sequence; /* 顺序计数器 */ spinlock_t lock; } seqlock_t; static inline void write_seqlock(seqlock_t *sl) { spin_lock(&sl->lock); ++sl->sequence; smp_wmb(); } static inline void write_sequnlock(seqlock_t *sl) { smp_wmb(); sl->sequence++; spin_unlock(&sl->lock); } static __always_inline unsigned read_seqbegin(const seqlock_t *sl) { unsigned ret; repeat: ret = ACCESS_ONCE(sl->sequence); if (unlikely(ret & 1)) { cpu_relax(); goto repeat; } smp_rmb(); return ret; } /* * Test if reader processed invalid data. * * If sequence value changed then writer changed data while in section. */ static __always_inline int read_seqretry(const seqlock_t *sl, unsigned start ) { smp_rmb(); return unlikely(sl->sequence != start); }
四、顺序锁的用法
顺序锁的写操作单元执行如下代码:
write_seqlock(&seqlock); write_something(); // 写操作代码块 write_sequnlock(&seqlock);
顺序锁的读操作单元执行如下代码:
do{ seqnum = read_seqbegin(&seqlock); // 读执行单元在访问共享资源时要调用该函数,返回锁seqlock的顺序号 read_something(); // 读操作代码段 } while( read_seqretry(&seqlock, seqnum)); // 在读结束后调用此函数来检查,是否有写执行单元对资源进行操作,若有则重新读。
五、Windows平台下的一种实现方式
参考《多线程的那点儿事(之顺序锁)》文章内容,整理了Windows平台下的一种顺序锁实现方式。代码如下:
typedef struct _SEQUENCE_LOCK { unsigned int sequence; HANDLE hLock; }SEQUENCE_LOCK; unsigned int get_lock_begin(SEQUENCE_LOCK* hSeqLock) { assert(NULL != hSeqLock); return hSeqLock->sequence; } int get_lock_retry(SEQUENCE_LOCK* hSeqLock, unsigned int value) { unsigned int new_value; assert(NULL != hSeqLock); new_value = hSeqLock->sequence; return (new_value & 0x1) || (new_value ^ value); } void get_write_lock(SEQUENCE_LOCK* hSeqLock) { assert(NULL != hSeqLock); WaitForSingleObject(hSeqLock->hLock); hSeqLock->sequence ++; } void release_write_lock(SEQUENCE_LOCK* hSeqLock) { assert(NULL != hSeqLock); hSeqLock->sequence ++; ReleaseMutex(hSeqLock->hLock); }
使用时候的方法类似,参考如下代码:
void read_process(SEQUENCE_LOCK* hSeqLock) { unsigned int sequence; do{ sequence = get_lock_begin(hSeqLock); /* read operation */ }while(get_lock_retry(hSeqLock, sequence)); } void write_process(SEQUENCCE_LOCK* hSeqLock) { get_write_lock(hSeqLock); /* write operation */ release_write_lock(hSeqLock); }
可以看出,这里的顺序锁原理和用法也是一样的。
小结:
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原文地址:http://www.cnblogs.com/kuliuheng/p/4073952.html