09、读写锁(rwlock)

一、读写锁

读写锁能提升程序的运行效率。它的规则很简单：

1. 多个线程可以同时读取共享数据（比如同时查看文件内容），但一旦有线程要修改数据（比如编辑文件），所有其他线程都必须等待；
2. 只允许一个线程在写入数据（比如同时只能有一个人在编辑文件）；
3. 当有线程在读取或写入时，其他想写入的线程必须排队等待，不能同时进行。

这样既保证了数据安全，又能充分利用资源——比如多个用户同时查看网页时不会互相影响，但编辑网页内容时需要独占操作权限。

二、API

读写锁主要分为两种类型：

• 读者自旋锁和读者信号量是两种不同的读写锁机制，用于协调对共享资源的读写操作。
• 它们的具体实现细节（数据结构）被写在 Linux 内核的头文件 include/linux/rwlock_types.h 中。

<include/linux/rwlock_types.h>
typedef struct {
    arch_rwlock_t raw_lock;
} rwlock_t;
<include/asm-generic/qrwlock_types.h>
typedef struct qrwlock {
     union {
         atomic_t cnts; //原子
         struct {
             u8 wlocked;
             u8 __lstate[3];
         };
    };
    arch_spinlock_t      wait_lock;
} arch_rwlock_t;

读写锁常用函数说明：

• rwlock_init()：初始化读写锁
• write_lock()：申请独占写锁
• write_unlock()：释放写锁
• read_lock()：申请共享读锁
• read_unlock()：释放读锁
• read_lock_irq()：关闭中断后申请读锁
• write_lock_irq()：关闭中断后申请写锁
• write_unlock_irq()：释放写锁并恢复中断

三、内核中使用案例

net/nfc/af_nfc.c

读取：

写入：

总结：

1. nfc_sock_create ：可以被调用多次，并且可以梳理执行
2. nfc_proto_register：前提nfc_sock_create 先读完，nfc_proto_register才会执行
3. nfc_proto_register 没有执行完之前，谁（nfc_proto_register 、nfc_sock_create ）都无法再次执行。