std::shared_mutex 是不是偏爱作者而不是读者？

Posted 2023-02-22

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【中文标题】std::shared_mutex 是不是偏爱作者而不是读者？【英文标题】：Does std::shared_mutex favor writers over readers?std::shared_mutex 是否偏爱作者而不是读者？ 【发布时间】：2019-08-29 09:18:20 【问题描述】：

从 C++17(C++14) 开始，我们有了 std::shared_(timed_)mutex 类。很长一段时间以来，Qt 都有一个类似的类 QReadWriteLock。 QReadWriteLock 的documentation 说：

为了确保作者不会被读者永远屏蔽，读者如果有阻塞，尝试获取锁将不会成功 writer 等待访问，即使当前只访问了锁由其他读者。此外，如果锁被写入者访问并且另一位作家进来，该作家将优先于任何可能也在等待的读者。

由于这当然是一个合理的财产，我想知道是否 std::shared_mutex 和 std::shared_timed_mutex 的行为方式相似吗？

【问题讨论】：

呵呵，是什么让你觉得我想暗示问题的意思不明确？无论如何我同意我的回答是无意义的并删除它 cpp 参考没有说明任何内容——只要它在这方面与标准没有区别（没有查过），显然实现是未指定的。所以每个编译器都可能按照它想要的方式处理它。我个人会按照先到先得的方式实施，这对我来说是最自然的...... 在shared_mutex 和shared_timed_mutex 的文档中都没有提到读/写优先于锁定。检查这一点的唯一方法是实现的源代码。 @Tony 好吧，也可以编写一个小测试程序。但两者都只会显示 your 编译器的实现。其他人可能会有所不同... @Aconcagua 确实如此。 【参考方案1】：

官方 C++ 标准未指定 std::shared_mutex 策略。可以在原始 N2406 提案中找到解释 (http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2406.html#shared_mutex_imp) 在 shared_mutex 参考实现 部分：

次要动机是解释 shared_mutex 中缺少读写器优先级策略。这是由于一种归功于 Alexander Terekhov 的算法，它让操作系统决定哪个线程是下一个获得锁的线程，而无需关心是否正在寻找唯一锁或共享锁。这导致完全没有读者或作者饥饿。这很公平。

与 QReadWriteLock 实现相比（即 write-preferring）：

为确保写入器不会被读取器永远阻塞，如果存在等待访问的阻塞写入器，尝试获取锁的读取器将不会成功，即使该锁当前只有其他读取器访问。

提案的shared_mutex 也是如此，以确保如果新读者继续出现，作者不会永远等待。

另外，如果一个写者访问了锁，而另一个写者进入，则该写者将优先于任何可能也在等待的读者。

提案的shared_mutex 并非如此，在这种情况下，读者和作者的优先级相同。

但不幸的是，最终的 C++ 标准文档不包含此参考实现。请注意，尽管 GCC 包含基于 N2406 参考实现的std::shared_mutex 实现，但在 Linux 上默认不使用它，它使用来自 POSIX 线程库的pthread_rwlock_t（由_GLIBCXX_USE_PTHREAD_RWLOCK_T 中的_GLIBCXX_USE_PTHREAD_RWLOCK_T 选项控制）。 pthread_rwlock_t 可以是读优先或写优先，具体取决于系统设置和应用的pthread 属性。详情见相关问题：How to prevent writer starvation in a read write lock in pthreads

【讨论】：

【参考方案2】：

标准没有规定。

POSIX 没有指定 pthread rwlocks 必须如何决定下一个锁请求是否成功，因此如果有这样的要求，就不可能按照标准 pthreads 实现 C++ std::shared_mutex。