Linux内核学习笔记六——并发和同步概念

一 临界区和竞争条件

       临界区：访问和操作共享数据的代码段。

       竞争条件：多个执行线程处于同一个临界区中。

　　　　

 

　　处于竞争条件：造成访问的数据或者资源不一致状态：

对资源i的访问：ProcessA和B访问后得到正确的结果应该是9：

                    

 

进程是并发执行，有可能得到的结果是：8

     

　　　　

 

防止这种情况的发生：保证对资源的访问原子操作。

二 加锁

       锁：采用原子操作实现，原子操作不存在竞争。

      

　　　　

 

造成并发原因：

　　l  中断：随时可以打断当前执行的进程代码；

　　l  软中断和tasklet：任何时刻能唤醒调度软中断和tasklet，打断当前正在执行的代码；

　　l  内核抢占：当前任务被抢占；

　　l  进程睡眠：唤醒调度程序，执行新的进程；

　　l  多处理器：同时执行代码。

 

　　针对资源并发竞争条件的存在，需要对资源进行保护，保证资源的访问操作是原子的。

需要弄清楚哪些数据需要被保护，要试图弄清楚资源会不会被并发的访问操作。

 

三 死锁

       多个执行线程互相等待被对方占用的资源，但永远不会释放各自拥有的资源，导致众线程永远无法得到执行。

　　　　

 

出现死锁是件很危险的事情，预防死锁：

　　l  加锁顺序保持一致；

　　l  防止发生饥饿措施；

　　l  不要重复请求同一个锁；

　　l  复杂加锁方案造成死锁概率较大——设计锁力求简单；

四 锁的粒度

       加锁粒度：描述加锁保护的数据规模；

              过粗的锁：保护大块数据，如子系统所有数据结构；

              精细的锁：保护小块数据，一个大数据结构中的一个元素；

       在粗糙与精细之间需要平衡：精细的锁复杂开销大，良好扩展性：从单核到多核，为提高性能，锁得机制变得更细。

　　保护数据不被并发的访问，加锁你的代码。恰当的加锁：满足不死锁、可扩展、清晰简洁。