前一篇文章分析了Windows slim read/write lock的工作原理。我们知道它的设计相当精妙，于是我们可以借鉴它的思路来设计linux下的读写锁。
在这个读写锁的设计上，需要注意的是linux和windows有以下几点区别：
(1)windows使用的keyedevent机制需要使用linux下的机制代替。这里我们选用futex机制来模拟。linux下的futex机制对外表现为下面这个接口：
int futex(int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout, int *uaddr2, int val3)
但是由于没有公开提供该接口，所有我们需要使用syscall来调用它，如下：
#define futex(addr1, op, val, rel, addr2, val3) \
syscall(SYS_futex, addr1, op, val, rel, addr2, val3)
#define futex_wait_always(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAIT, *(int*)(addr1), 0, 0, 0)
#define futex_wake_single(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAKE, 1, 0, 0, 0)
在这里我们主要使用单个线程死等和唤醒单个线程两项操作。关于futex的其他知识可以参考搜索引擎，不再赘述。
(2)futex的wake机制和KeyedEvent有所区别。NtReleaseKeyedEvent唤醒等待线程时，如果此时尚不存在等待者，NtReleaseKeyedEvent会阻塞，直到有等待者出现。但是，通过在linux环境 “Linux version 3.2.0-23-generic (gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu4) ) #36-Ubuntu SMP Tue Apr 10 20:39:51 UTC 2012 ”下 的测试，FUTEX_WAKE在没有等待者的情况下任然会直接返回，不会等待，于是采用的下面的代码模拟NtReleaseKeyedEvent。要注意到，FUTEX_WAKE的返回值是实际唤醒线程的个数，
while(1 != (futex_wake_single(tmp2)))
{
unsigned int n = 0;
RtlBackoff(&n);
}
(3)linux下的_mm_pause并不是真的调用了cpu的pause指令，而是用nop指令代替，这和VC的编译结果是不一样的，因此需要实现一个自己的__mm_pause:
__inline void __attribute__((__gnu_inline__, __always_inline__, __artificial__))
__mm_pause (void)
{
__asm__ __volatile__ ("pause" : : :"memory");
}
(4)关于函数局部变量要对齐到16字节的问题，在现在新版本的gcc编译环境下可以不考虑，gcc默认是对齐到16字节的。当然也可以指定函数属性，如下：
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockExclusive(SRWLOCK* pSRWLock);
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockShared(SRWLOCK* pSRWLock);
(5)VC提供的interlockedXXX系列函数相当丰富，需要使用gcc提供的__syncXXXX系列的十来个函数来代替，相当蛋疼。
由于原生态的读写锁CRWLock不支持同一线程的递归锁操作，所有增加了一个CRWLockRecur类，其中记录了线程id用于实现递归锁功能。CRWLock类的代码经过了30个线程1.5亿次随机加解锁操作测试，能够稳定工作。好了下面贴出头文件部分代码，完整代码比较长，就不贴了，可以到http://download.csdn.net/detail/yichigo/7603735下载参考，完全免费。欢迎指正！
#ifndef __RW_LOCK_H__
#define __RW_LOCK_H__
#if defined(_WIN32) || defined(WIN32) || defined(_WIN64)
#if !defined(RWL_WINDOWS)
#define RWL_WINDOWS
#endif // WIN32 or _WIN32
#elif defined(__linux__) || defined(__linux)
#if !defined(RWL_LINUX)
#define RWL_LINUX
#endif
#endif // not RWL_WINDOWS
#ifdef RWL_WINDOWS
#include
#else
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#endif
#ifdef RWL_WINDOWS
#if !defined(ASSERT)
#define ASSERT(f) ((f) || (__debugbreak(),0))
#endif
#else /// linux
#define ASSERT assert
//
// int futex(int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout, int *uaddr2, int val3);
#define futex(addr1, op, val, rel, addr2, val3) \
syscall(SYS_futex, addr1, op, val, rel, addr2, val3)
#define futex_wait_always(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAIT, *(int*)(addr1), 0, 0, 0)
#define futex_wake_single(addr1) \
syscall(SYS_futex, addr1, FUTEX_WAKE, 1, 0, 0, 0)
//
// linux下的_mm_pause不是真正的pause
// 自己实现一个
__inline void __attribute__((__gnu_inline__, __always_inline__, __artificial__))
__mm_pause (void)
{
__asm__ __volatile__ ("pause" : : :"memory");
}
#define SRWLockSpinCount 1024
#define Busy_Lock1// 已经有人获取了锁
#define Wait_Lock2// 有人等待锁
#define Release_Lock4// 说明已经有人释放一次锁
#define Mixed_Lock8// 共享锁、独占锁并存
#define EXTRACT_ADDR(s)((s) & (~0xf)) // 去掉低4位
#endif
#ifdef RWL_WINDOWS
class CRWLock
{
public:
CRWLock();
~CRWLock();
void ExclusiveLock();
void SharedLock();
void ReleaseExclusiveLock();
void ReleaseSharedLock();
private:
SRWLOCK m_SRWLock;
};
#else /// linux
class CRWLock
{
struct SRWLOCK {
size_t Ptr;
};
struct _SyncItem
{
int ifutex;
_SyncItem* back;
_SyncItem* notify;
_SyncItem* next;
size_t shareCount;
size_t flag;
};
public:
CRWLock();
~CRWLock();
void ExclusiveLock();
void SharedLock();
void ReleaseExclusiveLock();
void ReleaseSharedLock();
private:
void RtlInitializeSRWLock(SRWLOCK* pSRWLock);
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockExclusive(SRWLOCK* pSRWLock);
void __attribute__((force_align_arg_pointer)) RtlAcquireSRWLockShared(SRWLOCK* pSRWLock);
void RtlReleaseSRWLockExclusive(SRWLOCK* pSRWLock);
void RtlReleaseSRWLockShared(SRWLOCK *pSRWLock);
void RtlpWakeSRWLock(SRWLOCK* pSRWLock, size_t st);
void RtlBackoff(unsigned int *pCount);
void RtlpOptimizeSRWLockList(SRWLOCK* pSRWLock, size_t st);
private:
SRWLOCK m_SRWLock;
};
#endif
//
//
// 增加一个获取独占锁线程id记录
// 实现独占锁递归支持
//
class CRWLockRecur : public CRWLock
{
public:
CRWLockRecur()
{
m_tid = -1;
m_nRecursion = 0;
}
~CRWLockRecur()
{
}
void OwnLock()
{
if (m_tid != GetTid())
{
ExclusiveLock();
m_tid = GetTid();
}
m_nRecursion++;
}
void ShareLock()
{
SharedLock();
}
void UnOwnLock()
{
m_nRecursion--;
if (0 == m_nRecursion)
{
m_tid = 0;
ReleaseExclusiveLock();
}
}
void UnShareLock()
{
ReleaseSharedLock();
}
private:
size_t GetTid()
{
#ifdef RWL_WINDOWS
return GetCurrentThreadId();
#else
return pthread_self();
#endif
}
private:
size_t m_tid;
unsigned int m_nRecursion;
};
#endif
