基于读写锁的读者写者问题
读者写者模式
读写锁
在编写多线程的时候，有一种情况是十分常见的。那就是，有些公共数据修改的机会比较少。相比较改写，它们读的机会反而高的多。通常而言，在读的过程中，往往伴随着查找的操作，中间耗时很长。给这种代码段加锁，会极大地降低我们程序的效率。那么有没有一种方法，可以专门处理这种多读少写的情况呢？ 有，那就是读写锁。
读者和读者之间无互斥关系，可并行访问；
读者和写者之间是互斥关系，一方操作时另一方必须等待；
写者和写者之间也是互斥关系。
读写锁原理细节：
第一个到达的读者需要加锁，阻止写者进入； 后续新来的读者直接进入读取，计数累加； 最后一个读完的读者释放锁，写者才有机会写入。
读写锁接口
设置读写优先
int pthread_rwlockattr_setkind_np(pthread_rwlockattr_t *attr, int pref); /* pref 共有 3 种选择 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_READER_NP (默认设置) 读者优先，可能会导致写者饥饿情况 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_WRITER_NP 写者优先，目前有 BUG，导致表现行为和 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_READER_NP 一致 PTHREAD_RWLOCK_PREFER_WRITER_NONRECURSIVE_NP 写者优先，但写者不能递归加锁 */初始化
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);销毁：
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);加锁和解锁
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock); int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock); int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);读者优先：
只要有读者正在读，后续新来的读者全都可以插队进入读取；写者会一直被阻塞，极易写者饥饿（写者迟迟得不到执行机会）。
共用基础变量：read_count：正在读的读者数量，初值 = 0mutex：保护 read_count 的互斥锁wrt：读写共用锁（写者占用后，任何人都进不来）
一、读者优先
核心思想
只要有读者正在读，后续新来的读者全都可以插队进入读取；写者会一直被阻塞，极易写者饥饿（写者迟迟得不到执行机会）。
共用基础变量：read_count：正在读的读者数量，初值 = 0
mutex：保护 read_count 的互斥锁
wrt：读写共用锁（写者占用后，任何人都进不来）
执行逻辑
- 读者到来：
- 先抢占 mutex 锁，修改 read_count
- 若自己是第一个读者：抢占 wrt 锁（锁住资源，不让写者进来）
- read_count++，释放 mutex，开始读文件
- 读者离开：
- 抢占 mutex，read_count--
- 若自己是最后一个读者：释放 wrt 锁，写者才有资格竞争资源
- 释放 mutex
- 写者到来： 直接申请 wrt 锁，拿不到就阻塞； 只要还有读者在读，wrt 永远不会释放，写者持续等待。
优缺点
✅ 读者效率极高，并发读取顺畅 ❌ 致命缺陷：写者饥饿
二：写者优先：
核心思想
一旦有写者等待资源，后续所有新来的读者全部阻塞排队；必须等所有等待 + 正在执行的写者全部完成后，读者才能继续读。 杜绝写者饥饿，但会出现读者饥饿。
新增变量：write_wait：等待中的写者数目read_queue：读者等待队列
执行逻辑
- 只要存在等待的写者：拒绝所有新读者入场
- 写者到达优先级 > 新来读者
- 所有排队写者依次写完，资源空闲后，才放行积压的读者
优缺点
✅ 写者不会饿死，写入响应快 ❌ 大量读者堆积等待，读者饥饿
三、公平读写（队列先来先服务 FIFO，无饥饿）
核心思想
按照进程到达的先后顺序排队，严格遵循先来后到：
- 排在队列首位的进程获得资源使用权
- 若队首是读者：连续放行队列里紧随其后的所有读者一起读
- 若队首是写者：只允许这一个写者独占资源，写完才轮到下一批进程
效果
读者、写者地位均等，既不会读者饥饿，也不会写者饥饿，整体吞吐最均衡。