推荐使用C++17的std::shared_mutex实现读写锁，允许多个读线程共享访问、写线程独占访问；其通过std::shared_lock和std::unique_lock提供安全高效的并发控制，优于手动或Boost实现。
在C++中实现读写锁，核心目标是允许多个线程同时读取共享资源，但写操作必须独占访问。也就是说，读锁可以并发，写锁必须互斥且与读锁互斥。以下是几种常见的C++读写锁实现方法。
使用标准库 std::shared_mutex（C++17 及以上）
从 C++17 开始，标准库提供了 std::shared_mutex，它天然支持读写锁语义：
- 共享锁（读锁）：通过 std::shared_lock 获取，多个线程可同时持有。
- 独占锁（写锁）：通过 std::unique_lock 获取，仅一个线程可持有。
#include
#include
std::shared_mutex rw_mutex;
int shared_data = 0;
void reader(int id) {
std::shared_lock lock(rw_mutex); // 获取读锁
// 读取 shared_data
}
void writer(int value) {
std::unique_lock lock(rw_mutex); // 获取写锁
shared_data = value;
}
这是最推荐的方式，简洁、安全、性能良好。
手动实现简易读写锁（基于互斥量和条件变量）
在不支持 C++17 的环境中，可以用 std::mutex 和 std::condition_variable 手动实现一个基础读写锁。
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class ReadWriteLock {
private:
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
int readers = 0;
bool writing = false;
public:
void lock_read() {
std::unique_lock<:mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, [this] { return !writing; });
++readers;
lock.unlock();
cv.notify_all();
}
void unlock_read() {
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
--readers;
}
void lock_write() {
std::unique_lock<:mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, [this] { return !writing && readers == 0; });
writing = true;
}
void unlock_write() {
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
writing = false;
cv.notify_all();
}
};
说明：
- 读线程等待 writing 为 false 即可进入。
- 写线程必须等待 没有写者且读者数为0 才能进入。
- 注意唤醒所有等待线程以避免死锁或饥饿。
使用 Boost 库的 boost::shared_mutex
在 C++17 之前，Boost 提供了跨平台的解决方案：
#includeboost::shared_mutex boost_rw_mutex;
void reader() {
boost::shared_lock<:shared_mutex> lock(boost_rw_mutex);
// 读操作
}
void writer() {
boost::unique_lock<:shared_mutex> lock(boost_rw_mutex);
// 写操作
}
功能与 std::shared_mutex 类似，适用于老版本编译器。
性能与注意事项
读写锁适合读多写少的场景。如果写操作频繁，可能引发读者或写者饥饿。
- 标准库的 std::shared_mutex 实现通常更高效。
- 手动实现需特别注意条件变量的唤醒逻辑，避免死锁。
- 考虑是否需要公平性（如先来先服务），某些实现可能偏向读或写。
