如何让主程序票务创建函数优先级高于基于mutex的单线程

1. 替换互斥锁为写优先读写锁 #

原方案用全局互斥锁会把整个同步流程都锁住，导致出票操作需要等待全量同步+上报完成才能执行，完全没必要。换成pthread_rwlock_t读写锁，并且配置为写者优先模式：

• 出票操作属于ticket db的写操作，申请写锁
• 同步线程仅在读取ticket db阶段申请读锁，读取完成立刻释放锁，后续写config db、上报服务端的操作完全不需要持有锁
• 写者优先模式下，只要有出票操作在等待锁，后续同步线程的读锁申请会被阻塞，优先保障出票操作先拿到锁执行

2. 调整线程优先级 #

通过pthread API设置线程调度策略和优先级，进一步保障出票操作的调度优先级：

• 处理出票逻辑的线程（或主线程）设置为SCHED_FIFO实时调度策略，优先级设为最高级
• 同步上报线程使用默认的SCHED_OTHER普通调度策略，优先级设为最低级
  这样即使系统CPU占用很高，内核也会优先调度出票逻辑的线程执行。

3. 拆分同步线程任务粒度 #

把同步线程的逻辑拆成锁区和非锁区，最小化锁的持有时间：

// 锁区（仅持有锁几毫秒）：读取ticket db的待同步增量数据，立刻释放锁
// 非锁区（无锁，不影响出票）：写config db、上报服务端db

就算同步线程已经在执行，只要它过了读ticket db的锁区，出票操作完全不会被阻塞；就算刚好卡在锁区，因为是写优先，同步线程读完释放锁之后第一个给出票操作用。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <sched.h>

// 全局读写锁，Linux下默认配置为写者优先
pthread_rwlock_t ticket_rwlock = PTHREAD_RWLOCK_WRITER_NONRECURSIVE_INITIALIZER_NP;

void int_handler_on_create_ticket_key_press ()
{
    // 申请写锁，优先级高于所有读锁申请
    pthread_rwlock_wrlock(&ticket_rwlock);
    
    // 出票核心逻辑，写入ticket db
    // Store generated ticket no in ticket db
    
    pthread_rwlock_unlock(&ticket_rwlock);
}

void *thread_fun (void *arg)
{
    while(1) {
        // 1. 仅读ticket db阶段加读锁，不做任何耗时操作
        pthread_rwlock_rdlock(&ticket_rwlock);
        // 读取ticket db中待同步的增量数据，拷贝到本地栈变量/堆缓存
        pthread_rwlock_unlock(&ticket_rwlock);

        // 2. 无锁阶段，完全不影响出票操作
        // 把本地缓存的待同步数据写入config db
        // 上报数据到服务端db

        // 休眠5分钟
        sleep(300);
    }
    return NULL;
}

int main()
{
    // 配置主线程（处理出票逻辑）为实时高优先级
    struct sched_param param;
    param.sched_priority = sched_get_priority_max(SCHED_FIFO);
    pthread_setschedparam(pthread_self(), SCHED_FIFO, &param);

    // 创建同步线程
    pthread_t sync_thread;
    pthread_create(&sync_thread, NULL, thread_fun, NULL);
    
    // 配置同步线程为低普通优先级
    param.sched_priority = sched_get_priority_min(SCHED_OTHER);
    pthread_setschedparam(sync_thread, SCHED_OTHER, &param);

    // 主逻辑监听出票触发事件
    while(1) {
        // 实际替换为对应按键/信号监听逻辑
        pause();
    }
    return 0;
}

• 如果出票逻辑是在中断上下文触发，不要在中断处理函数里直接加锁操作，把写db逻辑投递到高优先级的用户态工作队列处理即可
• 同步线程读ticket db的时候只需要读取上次同步之后的增量数据即可，不需要全表扫描，进一步缩短锁持有时间

内容的提问来源于stack exchange，提问作者M tech expert Gmoepgihal