面试题：C语言优化复杂场景下互斥锁粒度控制

互斥锁粒度控制方案

表级锁：对于不同的表，每个表分配一个互斥锁。当线程需要对某个表进行读写操作时，获取该表对应的互斥锁。这种方式粒度较粗，适用于表之间关联关系不太紧密且读写操作频率相对较低的情况。
行级锁：在表级锁的基础上，对于某些频繁读写且关联关系复杂的表，可以进一步细分到行级锁。即每个行记录分配一个互斥锁。当线程需要对某行记录进行读写操作时，获取该行对应的互斥锁。这种方式粒度较细，能提高并发性能，但管理锁的开销较大。

C语言伪代码描述实现过程

表级锁实现

#include <pthread.h>

// 假设数据库中有N个表
#define TABLE_COUNT N
pthread_mutex_t table_locks[TABLE_COUNT];

// 初始化表级锁
void init_table_locks() {
    for (int i = 0; i < TABLE_COUNT; i++) {
        pthread_mutex_init(&table_locks[i], NULL);
    }
}

// 销毁表级锁
void destroy_table_locks() {
    for (int i = 0; i < TABLE_COUNT; i++) {
        pthread_mutex_destroy(&table_locks[i]);
    }
}

// 对表进行读操作
void read_table(int table_index) {
    pthread_mutex_lock(&table_locks[table_index]);
    // 执行读操作代码
    pthread_mutex_unlock(&table_locks[table_index]);
}

// 对表进行写操作
void write_table(int table_index) {
    pthread_mutex_lock(&table_locks[table_index]);
    // 执行写操作代码
    pthread_mutex_unlock(&table_locks[table_index]);
}

行级锁实现（以二维数组模拟表，每个元素代表一行记录）

#include <pthread.h>

// 假设表有ROWS行，COLS列
#define ROWS M
#define COLS N
pthread_mutex_t row_locks[ROWS];

// 初始化行级锁
void init_row_locks() {
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        pthread_mutex_init(&row_locks[i], NULL);
    }
}

// 销毁行级锁
void destroy_row_locks() {
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        pthread_mutex_destroy(&row_locks[i]);
    }
}

// 对某行记录进行读操作
void read_row(int row_index) {
    pthread_mutex_lock(&row_locks[row_index]);
    // 执行读操作代码
    pthread_mutex_unlock(&row_locks[row_index]);
}

// 对某行记录进行写操作
void write_row(int row_index) {
    pthread_mutex_lock(&row_locks[row_index]);
    // 执行写操作代码
    pthread_mutex_unlock(&row_locks[row_index]);
}

性能与数据一致性平衡分析

性能方面：
- 粗粒度锁（表级锁）：锁的管理开销小，获取和释放锁的操作次数少。但如果有大量线程同时访问不同表，会因为锁的粒度粗而导致部分线程等待，降低并发性能。
- 细粒度锁（行级锁）：能提高并发性能，因为不同线程可以同时访问不同行记录。但锁的管理开销大，需要更多的内存来存储锁，获取和释放锁的操作次数也增多，增加了系统开销。
数据一致性方面：
- 粗粒度锁（表级锁）：能较好地保证数据一致性，因为对表的读写操作都是互斥的，不会出现数据不一致问题。但由于锁的粒度粗，可能会影响并发性能。
- 细粒度锁（行级锁）：在保证数据一致性方面相对复杂，需要注意对关联行记录的锁操作顺序，避免死锁。如果锁操作顺序不当，可能会导致数据不一致。
平衡策略：
- 对于读写操作频率较低且关联关系不太紧密的表，使用表级锁，以降低锁管理开销，保证数据一致性。
- 对于读写操作频率高且关联关系复杂的表，使用行级锁提高并发性能，但要精心设计锁操作顺序，避免死锁，确保数据一致性。同时，可以结合读写锁（读操作共享锁，写操作独占锁）进一步优化性能，读操作并发执行，写操作独占表或行。

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面试题：C语言优化复杂场景下互斥锁粒度控制

知识考点

面试题答案

互斥锁粒度控制方案

C语言伪代码描述实现过程

表级锁实现

行级锁实现（以二维数组模拟表，每个元素代表一行记录）

性能与数据一致性平衡分析