多重互斥锁是如何工作的？

Question

我正在学习 POSIX 线程，我的教授已经开始教授第一个 readers-writers 问题。这是我解决问题的伪代码（仅适用于第一种情况：reader 的偏好）。

semaphore rw_mutex = 1; /* semaphore common to both reader & writer */
semaphore mutex = 1; /* semaphore for reading (reader lock) */
int read_count = 0; /* track number of readers in CS */


Writer:
do {
lock(rw_mutex);
/* ensure no writer or reader can enter */
...
/* writing is performed */
...
unlock(rw_mutex);
/* release lock */
} while (true);


Reader:
do
{
lock(mutex);
/* first update read_count atomically */
read_count++;
if (read_count == 1) {
lock(rw_mutex);
/* ensure no writer can enter */
}
unlock(mutex);
/* allow other readers to access */
...
/* reading is performed */
...
lock(mutex);
read_count--;if (read_count == 0) unlock(rw_mutex);
/* allow writers after
last reader has left the CS */
unlock(mutex);
/* release lock */
} while(true);

首先这是我对互斥锁的理解：一旦我们创建了锁和解锁对，这两个实体之间的代码一次只能由一个线程访问。

现在，如果我的理解是正确的，那么我几乎可以理解上述伪代码的 Writer 部分发生了什么。我们锁定然后写入共享资源，与此同时，没有人可以访问共享资源，因为它被锁定，然后我们简单地解锁它。

但是我在理解 reader 部分时遇到问题。如果我们锁定一次，这意味着它一直处于锁定状态，直到我们再次解锁它，对吗？在那种情况下，在 reader 的部分中锁定两次有什么用？

我的主要问题是：锁定是什么意思？上面伪代码中的 say lock(rw_mutex) 和 lock(mutex) 有什么区别？如果我们一旦调用锁，程序就应该锁定它，而不管我们传入什么参数，对吗？那么这些参数：rw_mutex 和 mutex 在这里意味着什么？多互斥锁是如何工作的？

Answer 1

互斥锁的思考方式是这样的：互斥锁就像一个令牌，在任何时间点都可以由一个线程持有，或者可供任何线程使用。

当线程在互斥量上调用 lock() 时，它正在尝试获取互斥量：如果互斥量可用 ("unlocked") 则它会立即获取它，否则如果可用当前由另一个线程 ("locked") 持有，然后它将等待直到它可用。

当线程调用互斥体上的 unlock() 时，它会返回它当前持有的互斥体，以便另一个线程可以使用它。

如果您有多个互斥量，则每个互斥量都是独立的：一个线程可以不包含其中一个，也可以包含一个或两个。

在您的 Reader 中，线程首先获取 mutex。虽然 mutex 由线程拥有，但没有其他线程可以获取 mutex，因此没有其他线程可以在 lock(mutex); 的 either 之间执行 / unlock(mutex); 对（一对在 Reader 函数的顶部，另一对在下方）。因为 read_count 只会在这样的一对中被访问（而 mutex 被保留），我们知道一次只有一个线程会访问 read_count。

如果 Reader 刚刚将 read_count 从零递增到一，它也会获得 rw_mutex 互斥量。这可以防止任何其他线程获取 that 互斥锁，直到它被释放，这具有防止 Writer 进入其临界区的效果。

当线程离开临界区时，此代码有效地将 rw_mutex 的所有权从将它锁定在 Reader 中的线程传递给临界区中的任何剩余读者。这只是代码逻辑的问题 - 不需要实际调用来执行此操作（这只是可能的，因为它使用信号量来实现 rw_mutex，而不是例如 pthreads 互斥锁，它必须由锁定它的线程）。

多重互斥锁是如何工作的？

How do multiple mutex locks work?

c

linux

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mutex

pthreads