当只有一个线程主要使用该对象而其他线程很少使用它时，如何最小化该对象的互斥锁锁定?

How to minimize the mutex locking for an object when only 1 thread mostly uses that object and the other thread(s) use it rarely?

本文关键字：对象 线程 最小化 锁定 有一个 其他      更新时间：2023-10-16

场景

假设有"Thread_Main"和"Thread_DB"，以及共享的SQLite数据库对象。可以保证，

  • "Thread_main"很少使用SQLite对象进行读取(即SELECT()(
  • "Thread_DB"大部分时间使用SQLite对象进行各种INSERT、UPDATEDELETE操作
    • 。

为了避免数据竞争和 UB，SQLite 应该使用SQLITE_THREADSAFE=1(默认(选项进行编译。这意味着，在每次操作之前，内部mutex将被锁定，以便数据库在读取时不会写入，反之亦然。

"Thread_Main"    "Thread_DB"    no. of operation on DB
=============    ===========    ======================
something           INSERT             1
something           UPDATE             2
something           DELETE             3
something           INSERT             4
...                   ...             ...         (collapsed)
something           INSERT            500
something           DELETE            501
...                   ...             ...         (collapsed)
something           UPDATE            1000
something           UPDATE            1001
...                   ...             ...         (collapsed)
SELECT              INSERT            1200  <--- here is a serious requirement of mutex
...                   ...             ...         (collapsed)

问题

如上所示，在 100 多个操作中，只需要偶尔需要真正的互斥锁。但是，为了保护这种小情况，我们必须为所有操作锁定它。

问：有没有一种方法可以让"Thread_DB"大部分时间保持互斥锁，这样就不需要每次都锁定？锁定/解锁只能在"Thread_Main"请求时发生。

笔记

  • 一种方法是在"Thread_DB"中排队SELECT。但在运行多个数据库的较大场景中，这会减慢响应速度，并且不会是实时的。无法让主线程等待它。
  • 我还考虑过有一个"Thread_Main"整数/布尔变量，它将表明"Thread_Main"想要SELECT。现在，如果当时有任何操作在"Thread_DB"中运行，它可以解锁互斥锁。这很好。但是，如果没有在该SQLite对象上运行可写操作，则"Thread_main"将继续等待，因为"Thread_DB"中没有人可以解锁。这将再次延迟甚至挂起"Thread_Main"。

这里有一个建议：稍微修改一下你的程序，使Thread_Main无法访问共享对象;只有Thread_DB才能访问它。 完成此操作后，您根本不需要执行任何序列化，Thread_DB可以完全高效地工作。

当然，美中不足的是，Thread_Main有时确实需要与数据库对象进行交互;如果它无法访问它，它怎么能做到这一点呢？

该问题的解决方案是消息传递。 当Thread_Main需要对数据库执行某些操作时，它应该将某种 Message 对象传递给Thread_DB。 Message 对象应包含表征所需交互所需的所有详细信息。 当Thread_DB收到 Message 对象时，Thread_DB可以调用其execute(SQLite & db)方法(或任何您想要调用它的方法(，此时可以从Thread_DB线程的上下文中进行必要的数据插入/提取。 交互完成后，任何结果都可以存储在 Message 对象中，然后可以将 Message 对象传递回主线程，以便主线程处理结果。 (主线程可以阻止等待消息发回，也可以继续异步运行到数据库线程，这取决于你(

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