锁小结

锁<锁用来保护的是数据而非代码>（程序员的自我修养）

同步与互斥：

     同步：对多个相关进程在执行次序上进行协调，使并发指向的诸进程之间能按照一定的规则共享系统资源，并能很好的相互合作，从而来保证程序的执行可再现性

     互斥：一个时间段内，只能有一个进程访问这个资源，资源的排他性。区别与同步，诸进程间可以无序访问

     信号量和互斥锁的区别：

          <1>互斥量值只能为0/1，信号量值可以为非负整数（一个信号量封锁的区域，可以允许多个进程进入）

          <2>互斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别对应使用，信号量可以由一个线程释放，另一个线程得到

    为什么提供锁：硬件底层没有提供这样一种的原子操作：检测--赋值。 我所知道的三种手段：新提供的硬件原子指令， 关中断， 总线封锁

    忙等待 空闲等待  是否形成队列

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  锁：OS中描述的互斥手段：

     硬件同步机制：忙等

          关中断：关中断不适用于多核处理器，一个cpu上关中断，不能防止进程在另一个处理器上访问共享变量-----自旋锁

          利用test-and-set指令互斥

          利用swap指令实现进程的互斥   XCHG      

    信号量机制：

          整型信号量         忙等

          记录型信号量     等待队列    block使进程阻塞  wakeup唤醒进程  多个进程共享一个临界资源 

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自旋锁(常规自旋锁，读写锁)spinlock 忙等待   (锁的粒度？)

    自旋锁--适用于执行量少的代码，减少上下文切换  

    读写锁：可以多个线程进入读操作，但只允许一个线程进行写操作。不允许递归，一个时刻只能一个线程持有该锁

     自旋锁在单处理器不可抢占条件下什么也不做

     自旋锁在单处理器可抢占条件下禁止中断

     自旋锁在多处理器下对总线进行封锁，获得自旋锁才能去访问总线

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一般情况下的线程间的同步方式：

信号量(信号量，使用者数量的不同：互斥信号量、计数型信号量，读写信号量) (信号量有两种，sem_init , sem_wait, sem_post, sem_destroy， semop, semctl, sem)         具有阻塞和非阻塞两种

 如果有使用锁的，保存现场进入睡眠，将自己插入等待队列，如果锁释放就会唤醒该进程，需要进行现场保护恢复等操作

 信号量不同于自旋锁，不会禁止内核抢占，所以持有信号量的代码可以被抢占

 信号量可以同时允许任意数量的锁持有者，而自旋锁一个时刻只能一个任务持有

 当获取不成功的时候，任务会将自身放入一个队列中睡眠，指导信号量被释放才唤醒下一个进程，必须在能睡眠的进程中使用。

互斥量： Linux高性能服务器编程中，互斥锁提供了一套属性设置，通过设置属性提供了四种不同的锁

   1> 同信号量一样，资源仅同时允许一个线程访问，但和信号量不同的是，信号量在整个系统中可以被任意的线程获取并释放，即同一信号量可以被系统中的一个线程获取之后由另一个线程释放，而互斥量则要求那个线程获取到了互斥量，那个线程要负责释放这个锁，其它线程去释放是无效的

  2>互斥量也是有属性设置的，可以实现进程间的共享，但是要看具体的操作系统是否支持

  3>如果是普通互斥锁，对已经加锁的互斥锁再次加锁会引起死锁

条件变量： 如果说互斥锁是用于同步线程对共享数据的访问的话，那么条件变量则是用于在线程之间同步共享数据的值。条件变量提供了一种线程间的通知机制：当某个共享数据达到某个值的时候，唤醒等待这个共享数据的线程。

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自旋锁spinlock：底下分为四种，分别是普通锁，关闭硬中断(是否保存现场)，软中断等来实现。

    1>自旋锁底下支持读写锁，读的时候可以多个线程获得锁，写的时候只能一个任务获得该锁

    2>没有获得该锁的线程处于忙等待，所以使用该锁的代码要少

    3>在获取该锁的时候不能有改变进程状态的代码，否则该进程的状态改变需要等待

    4>在单处理器上，如果操作系统允许抢占那自旋锁就相当于禁止抢占，否则自旋锁相当于没有。在多处理器上自旋锁只能禁止一个处理器上的中断，但是不能保证该任务在别的处理器上运行。

    5>不能在一段代码下连续两次获得自旋锁。否则将陷于死锁状态

互斥量: 同信号量一样，资源仅同时允许一个线程访问，但和信号量不同的是，信号量在整个系统中可以被任意的线程获取并释放，即同一信号量可以被系统中的一个线程获取之后由另一个线程释放，而互斥量则要求那个线程获取到了互斥量，那个线程要负责释放这个锁，其它线程去释放是无效的

    1>同信号量，将等待进程加入队列，在linux下线程和进程的区别不是很明显，用户线程和内核线程是一对一的，所以由操作系统来调度线程，所以在加入等待队列后，由操作系统进程唤醒

    2>信号量具有死锁的风险

    3>同自旋锁比较，自旋锁用于上下文切换的操作比较少，但是互斥量要进行保护恢复等操作，所以在等待时间较短的情况下使用自旋锁，等待时间较长的情况下使用互斥量

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信号量：semphere Dijistra v进化之路漫长

    1>记录型型号量，信号量集。刚开始的信号量要使用忙等待，后来在记录型信号量中，，直到

    2>信号量：通过设置属性，可以达到进程之间线程之间的同步工作

     int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsined value);//通过设置pshared来控制是当前进程的局部信号量还是多个进程之间共享的

    3>信号量区别互斥量的地方，互斥量相当于信号互斥量，只能允许加锁，解锁对一个资源的同步， 但是信号量可以允许对多个资源的同步互斥

   《信号量的底层使用到自旋锁，禁止中断以及保护现场，在未获得锁的过程中，未获得锁的进程设置timeout插入等待队列进行睡眠schedule_timeout(timeout)，进行睡眠，在timeout之后 醒来进行检测锁是否释放，锁的释放通过schedule进行调度。否则继续睡眠》