一、基本概念
在数据库中，对某数据的两个基本操作为写和读，分布有两种锁控制：排它锁（X锁）、共享锁（S锁）。
排它锁(x锁):若事务T对数据D加X锁，则其它任何事务都不能再对D加任何类型的锁，直至T释放D上的X锁；
一般要求在修改数据前要向该数据加排它锁，所以排它锁又称为写锁。
共享锁(s锁):若事务T对数据D加S锁，则其它事务只能对D加S锁，而不能加X锁,直至T释放D上的S锁；
一般要求在读取数据前要向该数据加共享锁， 所以共享锁又称读锁。
程序所收到的请求包括以下五种：Start、End、XLock、SLock、Unlock
Start：开启相应的事件请求
End： 关闭相应的事件请求
XLock： 对数据对象D添加X锁，进行写操作（当事件以对数据A加入S锁时，此时可升级为X锁）
SLock： 对数据对象D添加S锁，进行读操作
Unlock： 对数据对象D进行解锁（对数据D的X/S锁解绑，并检查等待队列）
本程序并不进行死锁检测以及死锁预防，对于等待队列采取FIFO原则进行。
二、数据结构
读写锁维护一个数据D的状态表，标记当前数据D的实时状态，锁表的信息随着事务的执行动态更新，反映当前的锁状态。
其数据结构如下图所示：
其中：mObjectList：为map结构的对象树，可方便快速查找相应对象。
objectName：为对象数据D的名称
curXLockTrans： 为当前写操作的事件
waitingTransList: 为写等待队列
shareList： 为共享集（当curXLockTrans不为空时，变为共享等待队列）
事件ID的数据结构如下：
其中：mTransId： 为map结构的事件树，可以快速的查找相应事件
tranId： 为事件名称
curLockObjList： 为此事件目前所操作的对象列表
三、源代码
本程序为所的锁管理接口，所以封装成类，方便程序调用。程序源码可以点击这里下载。
数据结构如下：
1 class LMer {
2
3 private:
4
5 struct object
6 {
7 string objectName;
8 string curXLockTrans;
9 queue<string> waitingTransList;
10 set<string> shareList;
11 };
12
13 struct transId
14 {
15 string tranId;
16 set<object*> curLockObjList;
17 };
18
19 map<string, object*> mObjectList;
20 map<string, transId*> mTransId;
21
22 public:
23
24 LMer(){}
25 string LMer::handleInput(vector<string>& vInput);
26 void LMer::handleAction(string sAction, transId* trId, object* obj, string& result);
27 void LMer::diviTransID(transId* trId, object* pObj, string& result);
28 };
逻辑结构实现如下：
1 string LMer::handleInput(vector<string>& vInput)
2 {
3 string result = "";
4 //二参数输入
5 if (vInput.size() == 2)
6 { //进程存在,进入下一步
7 map<string, transId*>::iterator transIt = mTransId.find(vInput[1]);
8 if (transIt != mTransId.end())
9 {
10 //是否结束事件(结束事件队列中所有事件)
11 if (vInput[0] == "End")
12 {
13 result += "tTransaction "+ vInput[1] +" endednttt";
14 //解绑进程所有事物
15 set<object*>::iterator obj_index;
16 while(transIt->second->curLockObjList.size() != 0)
17 {
18 obj_index = transIt->second->curLockObjList.begin();
19 diviTransID(transIt->second, *obj_index, result);
20 }
21 //清空请求事件
22 mTransId.erase(transIt);
23 }
24 }
25 else if(vInput[0] == "Start")//为start，创立进程
26 {
27 transId* pTransId = new transId();
28 pTransId->tranId = vInput[1];
29 //将此进程加入进程树中
30 mTransId[vInput[1]] = pTransId;
31 result += "Transaction " + vInput[1] +" startedn";
32 }
33 }
34 else //三参数输入
35 { //创建新操作对象
36 if(mObjectList.find(vInput[2]) == mObjectList.end())
37 {
38 object* pObjectIndex = new object();
39 pObjectIndex->objectName = vInput[2];
40 pObjectIndex->curXLockTrans = "";
41 mObjectList[vInput[2]] = pObjectIndex;
42 }
43
44 if (vInput[0] == "Unlock")
45 {
46 //解锁trans->obj
47 diviTransID(mTransId[vInput[1]], mObjectList[vInput[2]], result);
48 }
49 else//进行常规处理（Xlock、Slock）
50 {
51 //进行处理
52 handleAction(vInput[0], mTransId[vInput[1]], mObjectList[vInput[2]], result);
53 }
54 }
55
56 return result;
57 }
58
59 void LMer::handleAction(string sAction, transId* trId, object* obj, string& result)
60 {
61 //检查是否有占用
62 if (sAction == "SLock")
63 {
64 if (obj->curXLockTrans == "")
65 {
66 obj->shareList.insert(trId->tranId);
67 trId->curLockObjList.insert(obj);
68 result += "S-Lock granted to "+ trId->tranId +"n";
69 }
70 else//被占用
71 {
72 obj->shareList.insert(trId->tranId);
73 result += "Waiting for lock (X-lock held by: "+ obj->curXLockTrans +")n";
74 }
75 }
76 else if(sAction == "XLock")
77 {
78 //未有写操作
79 if (obj->curXLockTrans == "")
80 {
81 int shareNum = obj->shareList.size();
82 if (shareNum > 1)
83 {
84 string sTemp = "";
85 for (set<string>::iterator it_index = obj->shareList.begin();
86 it_index != obj->shareList.end(); it_index++)
87 {
88 sTemp += " " + *it_index;
89 }
90 obj->waitingTransList.push(trId->tranId);
91 result += "Waiting for lock (S-lock held by:" + sTemp + "n";
92 }
93 else if (shareNum == 1)
94 {
95 //update
96 if (*(obj->shareList.begin()) == trId->tranId)
97 {
98 obj->curXLockTrans = trId->tranId;
99 obj->shareList.clear();
100 result += "Upgrade to XLock grantedn";
101 }
102 else
103 {
104 obj->waitingTransList.push(trId->tranId);
105 result += "Waiting for lock (S-lock held by:" + *(obj->shareList.begin()) + ")n";
106 }
107 }
108 else if (shareNum == 0)
109 {
110 obj->curXLockTrans = trId->tranId;
111 trId->curLockObjList.insert(obj);
112 result += "XLock grantedn";
113 }
114 }
115 else//当前存在写操作
116 {
117 obj->waitingTransList.push(trId->tranId);
118 result += "Waiting for lock (X-lock held by: "+ obj->curXLockTrans +")n";
119 }
120 }
121 }
122
123 void LMer::diviTransID(transId* trId, object* pObj, string& result)
124 {
125 if(pObj->curXLockTrans != "")
126 {
127 //对写操作解绑
128 if (pObj->curXLockTrans == trId->tranId)
129 {
130 pObj->curXLockTrans = "";
131 trId->curLockObjList.erase(pObj);
132 result += "Lock releasednttt";
133 }
134 else
135 {
136 result += "I can not find the transaction.nttt";
137 }
138 }//对共享读集合解绑
139 else
140 {
141 set<string>::iterator shareIndex = pObj->shareList.find(trId->tranId);
142 if (shareIndex != pObj->shareList.end())
143 {
144 pObj->shareList.erase(shareIndex);
145 trId->curLockObjList.erase(pObj);
146 result += "Lock releasednttt";
147 }
148 else
149 {
150 result += "I can not find the transaction.nttt";
151 }
152 }
153 //查看写等待队列
154 if (pObj->waitingTransList.size() != 0)
155 {
156 pObj->curXLockTrans = pObj->waitingTransList.front();
157 pObj->waitingTransList.pop();
158 result += "X-Lock on "+ pObj->objectName +" granted to "+ pObj->curXLockTrans +"n";
159 }//查看共享队列
160 else if (pObj->shareList.size() != 0)
161 {
162 string temp = "";
163 for(set<string>::iterator it_index = pObj->shareList.begin();
164 it_index != pObj->shareList.end(); it_index++)
165 {
166 temp += " " + *it_index;
167 }
168 result += "S-Lock on "+ pObj->objectName +" granted to "+ temp +"n";
169 }
170 }
四、程序运行
程序数据输入如下：
运行后得到结果如下：
原文链接: https://www.cnblogs.com/michaelGD/archive/2013/01/24/2844340.html
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