Lukukirjoituslukot

Lukukirjoituslukot, eli read-write locks, ovat synkronointi- ja lukitusmekanismeja, joita käytetään jaettujen resurssien turvalliseen käyttöön useissa säikeissä. Termi muodostuu sanoista luku (reading), kirjoitus (writing) ja lukko (lock); suomenkielinen vastine vastaa englannin termiä read-write lock.

Toimintaperiaatteeltaan lukukirjoituslukot antavat useammalle lukijalle pääsyn samaan aikaan, mutta kirjoittajalla on pääsy yksinoikeudella. Tämä saavutetaan pitämällä kirjaus- ja lukulukujen tilaa sekä mahdollisia odottavia säikeitä. Kun lukutila on aktiivinen, uudet lukijat voivat liittyä lukutilaan, kun taas kirjoittaja odottaa, kunnes kaikki lukijat vapauttavat lukon. Kirjoittaja puolestaan saa lukon vain, kun millään lukijalla ei ole lukkoa. Käytännössä toteutukset voivat käyttää tilapuita muuttujia ja jokin varastoa, kuten lukijakastetta ja kirjoittajatuotetta, hallitsevaa mekanismia, sekä oikeudenmukaisuutta koskevia asetuksia.

Variantteja ja oikeudenmukaisuusperiaatteita on useita. Kirjoittajapainotteinen (writer-preference) malli antaa etusijan kirjoittajalle, mikä voi aiheuttaa lukijoiden starvationia. Lukijoiden etusija (reader-preference) sallii usean lukijan samanaikaisen pääsyn, mutta voi johtaa kirjoittajan pitkään odottamiseen. Oikeudenmukainen malli yrittää tasata odotusaikoja.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi luottamukselliset tai suuria lukuja sisältävät datamallit, välimuistit ja tiedostojärjestelmät, joissa lukeminen on usein yleisempää kuin kirjoittaminen. Useat ohjelmointikielet ja kirjastot tarjoavat omia lukitusratkaisuita, kuten Java ReentrantReadWriteLock, C++:n shared_mutex ja Rustin std::sync::RwLock. Lukukirjoituslukkojen etu on parempi lukupuhdas suorituskyky, mutta ne tuovat lisäykset synkronointiin ja voivat kärsiä kirjoittajan tai kokonaisuuden starvationista sekä monimutkaisuudesta.