内核同步机制
关于同步理论的一些基本概念
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临界区(critical area): 访问或操作共享数据的代码段 简单理解:synchronized大括号中部分(原子性)
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竞争条件(race conditions)两个线程同时拥有临界区的执行权
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数据不一致:data unconsistency 由竞争条件引起的数据破坏
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同步(synchronization)避免race conditions
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锁:完成同步的手段(门锁,门后是临界区,只允许一个线程存在) 上锁解锁必须具备原子性
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原子性(象原子一样不可分割的操作)
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有序性(禁止指令重排)
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可见性(一个线程内的修改,另一个线程可见)
互斥锁 排他锁 共享锁 分段锁
内核同步常用方法
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原子操作 – 内核中类似于AtomicXXX,位于<linux/types.h>
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自旋锁 – 内核中通过汇编支持的cas,位于<asm/spinlock.h>
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读-写自旋 – 类似于ReadWriteLock,可同时读,只能一个写 读的时候是共享锁,写的时候是排他锁
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信号量 – 类似于Semaphore(PV操作 down up操作 占有和释放) 重量级锁,线程会进入wait,适合长时间持有的锁情况
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读-写信号量 – downread upread downwrite upwrite (多个写,可以分段写,比较少用)(分段锁)
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互斥体(mutex) – 特殊的信号量(二值信号量)
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完成变量 – 特殊的信号量(A发出信号给B,B等待在完成变量上) vfork() 在子进程结束时通过完成变量叫醒父进程 类似于(Latch)
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BKL:大内核锁(早期,现在已经不用)
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顺序锁(2.6): – 线程可以挂起的读写自旋锁 序列计数器(从0开始,写时增加(+1),写完释放(+1),读前发现单数, 说明有写线程,等待,读前读后序列一样,说明没有写线程打断)
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禁止抢占 – preempt_disable()
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内存屏障 – 见volatile