第二章 进程与线程 十四、进程互斥的硬件实现方法（中断屏蔽法、TestAndSet指令、Swap指令）

目录

一、中断屏蔽法

3、优点：

4、缺点:

二、TestAndSet指令

3、代码解释

4、优点

5、缺点

三、Swap指令

1、定义

2、代码解释

3、优点

4、缺点

四、总结

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一、中断屏蔽法

1、关中断后即不允许当前进程被中断，也必然不会发生进程切换。

2、直到当前进程访问完临界区，再执行开中断指令，才有可能有别的进程上处理机并访问临界区.

3、优点：

简单、高效。

4、缺点:

不适用于多处理机;只适用于操作系统内核进程，不适用于用户进程（因为开/关中断指令只能运行在内核态，这组指令如果能让用户随意使用会很危险)

二、TestAndSet指令

1、简称TS指令，也有地方称为TestAndSetLock指令，或TSL指令。

2、TSL指令是用硬件实现的，执行的过程不允许被中断，只能一气呵成。

3、代码解释

若刚开始lock是false，则TSL返回的old值为false，while循环条件不满足，直接跳过循环，进入临界区。

若刚开始lock是true，则执行TLS后old返回的值为true

while循环条件满足，会一直循环，直到当前访问临界区的进程在退出区进行“解锁”。

4、优点

相比软件实现方法，TSL指令把“上锁”和“检查”操作用硬件的方式变成了一气呵成的原子操作。

实现简单，无需像软件实现方法那样严格检查是否会有逻辑漏洞;适用于多处理机环境

5、缺点

不满足“让权等待”原则，暂时无法进入临界区的进程会占用CPU并循环执行TSL指令，从而导致“忙等”。

三、Swap指令

1、定义

有的地方也叫Exchange指令，或简称XCHG指令。

Swap 指令是用硬件实现的，执行的过程不允许被中断，只能气呵成。

2、代码解释

逻辑上来看Swap和TSL并无太大区别，都是先记录下此时临界区是否已经被上锁(记录在old变量上），再将上锁标记lock设置为true，最后检查old，如果old为 false则说明之前没有别的进程对临界区上锁，则可跳出循环，进入临界区。

3、优点

实现简单，无需像软件实现方法那样严格检查是否会有逻辑漏洞;

适用于多处理机环境。

4、缺点

不满足“让权等待”原则，暂时无法进入临界区的进程会占用CPU并循环执行TSL指令，从而导致“忙等”

四、总结