多线程编程之顺序锁

一、什么是顺序锁

　　顺序锁对读写锁的一种优化，使用顺序锁时，读不会被写执行单元阻塞（在读写锁中，写操作必须要等所有读操作完成才能进行）。也就是说，当向一个临界资源中写入的同时，也可以从此临界资源中读取，即实现同时读写，但是不允许同时写数据。如果读执行单元在读操作期间，写执行单元已经发生了写操作，那么，读执行单元必须重新开始，这样保证了数据的完整性，当然这种可能是微乎其微。顺序锁的性能是非常好的，同时他允许读写同时进行，大大的提高了并发性。

二、顺序锁的缺陷

　　顺序锁的缺陷在于，互斥访问的资源不能是指针，因为写操作有可能导致指针失效，而读操作对失效的指针进行操作将会发生意外错误。

　　顺序锁在某些场合比读写锁更加高效，但读写锁可以适用于所有场合，而顺序锁不行，所以顺序锁不能完全替代读写锁。

三、顺序锁的实现

　　在Linux内核中，有顺序锁的实现方案：

typedef struct {
    unsigned sequence;    /* 顺序计数器 */
    spinlock_t lock;
} seqlock_t;

static inline void write_seqlock(seqlock_t *sl)
{
    spin_lock(&sl->lock);
    ++sl->sequence;
    smp_wmb();
}

static inline void write_sequnlock(seqlock_t *sl)
{
    smp_wmb();
    sl->sequence++;
    spin_unlock(&sl->lock);
}

static __always_inline unsigned read_seqbegin(const seqlock_t *sl)
{
    unsigned ret;

repeat:
    ret = ACCESS_ONCE(sl->sequence);
    if (unlikely(ret & 1)) {
        cpu_relax();
        goto repeat;
    }
    smp_rmb();
    return ret;
}

 /*
  * Test if reader processed invalid data.
  *
  * If sequence value changed then writer changed data while in section.
  */
static __always_inline int read_seqretry(const seqlock_t *sl, unsigned start )
{
    smp_rmb();
    return unlikely(sl->sequence != start);
}

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