c++ - 如何从更基本的同步原语中进行多读/单写锁定？

我们发现在代码中有几个地方，并发读取受互斥锁保护的数据相当普遍，而写入却很少。我们的测量似乎表明，使用简单的互斥锁会严重影响代码读取该数据的性能。因此，我们需要的是一个多读/单写互斥锁。我知道这可以建立在更简单的原语之上，但是在尝试这一点之前，我宁愿要求现有的知识:

有什么批准的方法可以从更简单的同步原语中构建多读/单写锁定？

我确实有一个想法，但是我宁愿得到我(可能是错误地)想出的没有偏见的答案。 (注意:我期望的是一种解释方法，可能是伪代码，而不是完整的实现。我当然可以自己编写代码。)

注意事项:

这需要具有合理的性能。 (我要记住的是，每次访问都需要进行两次锁定/解锁操作。现在这可能还不够好，但是需要其中许多操作似乎是不合理的。)

通常，读取数量很多，但是写入比读取更重要，并且对性能更敏感。读者切不可饿死作家。

我们停留在一个较旧的嵌入式平台(VxWorks 5.5的专有变体)上，并使用一个较旧的编译器(GCC 4.1.2)和boost 1.52 –除了大部分boost的部分依赖POSIX之外，因为POSIX并不完全在该平台上实现。可用的锁定原语基本上是几种信号量(二进制，计数等)，在这些信号量之上，我们已经创建了互斥量，条件变量和监视器。

这是IA32，单核。

最佳答案

似乎只有互斥量和condition_variable作为同步原语。因此，我在这里写了一个读写器锁，使读者感到饥饿。它使用一个互斥锁，两个conditional_variable和三个整数。

readers - readers in the cv readerQ plus the reading reader
writers - writers in cv writerQ plus the writing writer
active_writers - the writer currently writing. can only be 1 or 0.

它以这种方式使读者感到饥饿。如果有几位作家想写作，那么直到所有作家都完成写作之后，读者才有机会阅读。这是因为以后的读者需要检查writers变量。同时，active_writers变量将保证一次只能有一个写程序可以写。

class RWLock {
public:
    RWLock()
    : shared()
    , readerQ(), writerQ()
    , active_readers(0), waiting_writers(0), active_writers(0)
    {}

    void ReadLock() {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(shared);
        while( waiting_writers != 0 )
            readerQ.wait(lk);
        ++active_readers;
        lk.unlock();
    }

    void ReadUnlock() {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(shared);
        --active_readers;
        lk.unlock();
        writerQ.notify_one();
    }

    void WriteLock() {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(shared);
        ++waiting_writers;
        while( active_readers != 0 || active_writers != 0 )
            writerQ.wait(lk);
        ++active_writers;
        lk.unlock();
    }

    void WriteUnlock() {
        std::unique_lock<std::mutex> lk(shared);
        --waiting_writers;
        --active_writers;
        if(waiting_writers > 0)
            writerQ.notify_one();
        else
            readerQ.notify_all();
        lk.unlock();
    }

private:
    std::mutex              shared;
    std::condition_variable readerQ;
    std::condition_variable writerQ;
    int                     active_readers;
    int                     waiting_writers;
    int                     active_writers;
};