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淺談nginx讀寫鎖的實現(xiàn)邏輯

更新時間：2024年05月31日 09:33:15 作者：碼農(nóng)心語

本文主要介紹了淺談nginx讀寫鎖的實現(xiàn)邏輯,是通過自旋鎖來實現(xiàn)的,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

我們一般認(rèn)為nginx是一個多進(jìn)程單線程的應(yīng)用服務(wù)，雖然nginx在一個worker進(jìn)程內(nèi)是沒有數(shù)據(jù)競爭問題的（因為是單線程），但是不免nginx在多個進(jìn)程間還有一些需要共享的數(shù)據(jù)，譬如ngx_http_upstream_zone_module模塊將peers數(shù)據(jù)放在了共享內(nèi)存中供多個worker進(jìn)程來使用，又譬如ngx_http_limit_conn_module模塊將并發(fā)連接數(shù)限制也放在了共享內(nèi)存中，諸如此類的，自然會涉及到共享內(nèi)存訪問的互斥鎖的問題，本文對nginx實現(xiàn)的互斥鎖進(jìn)行分析，通過分析學(xué)習(xí)nginx的實現(xiàn)代碼，以便將來可以應(yīng)用到自己的日常應(yīng)用程序中去。

nginx的讀寫鎖實現(xiàn)邏輯是通過自旋鎖來實現(xiàn)的。

nginx一共實現(xiàn)了以下幾個api函數(shù)：

void ngx_rwlock_wlock(ngx_atomic_t *lock);
void ngx_rwlock_rlock(ngx_atomic_t *lock);
void ngx_rwlock_unlock(ngx_atomic_t *lock);
void ngx_rwlock_downgrade(ngx_atomic_t *lock);

ngx_rwlock_wlock用來加寫鎖，ngx_rwlock_rlock用來加讀鎖，ngx_rwlock_unlock用來對加的鎖進(jìn)行釋放，ngx_rwlock_downgrade對寫鎖進(jìn)行降級為讀鎖。

鎖變量是ngx_atomic_t類型，對應(yīng)的就是一個unsigned long的類型。

以下是ngx_rwlock_wlock的實現(xiàn)代碼：

void
ngx_rwlock_wlock(ngx_atomic_t *lock)
{
    ngx_uint_t  i, n;

    for ( ;; ) {
		/* 如果*lock的值是0表示現(xiàn)在沒有加任何讀寫鎖
		   ngx_atomic_cmp_set比較如果是lock是0,則將其設(shè)置為NGX_RWLOCK_WLOCK
		   表示加鎖成功，可以返回了
		*/
        if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, NGX_RWLOCK_WLOCK)) {
            return;
        }

        
        if (ngx_ncpu > 1) {
        
			/* 對于多cpu的情況需要進(jìn)行自旋加鎖檢測 */
            for (n = 1; n < NGX_RWLOCK_SPIN; n <<= 1) {

                for (i = 0; i < n; i++) {
                    ngx_cpu_pause();
                }

                if (*lock == 0
                    && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, NGX_RWLOCK_WLOCK))
                {
                    return;
                }
            }
        }

		/* 通知os將自己切出，調(diào)度到其他進(jìn)程 */
        ngx_sched_yield();
    }
}

以下是ngx_rwlock_rlock的實現(xiàn)代碼：

void
ngx_rwlock_rlock(ngx_atomic_t *lock)
{
    ngx_uint_t         i, n;
    ngx_atomic_uint_t  readers;

    for ( ;; ) {
        readers = *lock;
		
		/* 如果*lock的值不是NGX_RWLOCK_WLOCK表示現(xiàn)在沒有加寫鎖，則可以嘗試獲取讀鎖，
		   ngx_atomic_cmp_set比較如果是lock和之前保存的readers一致,
		   則將其設(shè)置為readers+1,表示加鎖成功，可以返回了
		*/
		
        if (readers != NGX_RWLOCK_WLOCK
            && ngx_atomic_cmp_set(lock, readers, readers + 1))
        {
            return;
        }

        if (ngx_ncpu > 1) {
            /* 對于多cpu的情況需要進(jìn)行自旋加鎖檢測 */
            for (n = 1; n < NGX_RWLOCK_SPIN; n <<= 1) {

                for (i = 0; i < n; i++) {
                    ngx_cpu_pause();
                }

                readers = *lock;

                if (readers != NGX_RWLOCK_WLOCK
                    && ngx_atomic_cmp_set(lock, readers, readers + 1))
                {
                    return;
                }
            }
        }
         /* 通知os將自己切出，調(diào)度到其他進(jìn)程 */
        ngx_sched_yield();
    }
}

以下是ngx_rwlock_unlock的實現(xiàn)代碼：

void
ngx_rwlock_unlock(ngx_atomic_t *lock)
{
    if (*lock == NGX_RWLOCK_WLOCK) {
        /* 如果是寫鎖定了，那么將*lock置為0,表示沒有加任何鎖了*/
        (void) ngx_atomic_cmp_set(lock, NGX_RWLOCK_WLOCK, 0);
    } else {
        /*如果當(dāng)前是讀鎖定了，那么只是將*lock-1，表示少了一個讀者 */
        (void) ngx_atomic_fetch_add(lock, -1);
    }
}

以下是ngx_rwlock_downgrade的實現(xiàn)代碼：

void
ngx_rwlock_downgrade(ngx_atomic_t *lock)
{
	/* 如果當(dāng)前是加上了寫鎖的，因為肯定沒有讀者，將自己變?yōu)樽x者，所以只有1個讀者，
	   因此將*lock設(shè)置為1
	*/
    if (*lock == NGX_RWLOCK_WLOCK) {
        *lock = 1;
    }
}

到此這篇關(guān)于淺談nginx讀寫鎖的實現(xiàn)邏輯的文章就介紹到這了,更多相關(guān)nginx讀寫鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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