Linux内核同步方法

1、原子操作,是其它同步方法的基础。

2、自旋锁,线程试图获取一个已经被别人持有的自旋锁,当前线程处于忙等待,占用cpu资源。

3、读写自旋锁,根据通用性和针对性的特点,普通自旋锁在特定场景下的表现会退化。因此,提供了读写自旋锁,读锁可以加读锁,不能加写锁,写锁不能加任何锁。

4、需要注意的几项:

  普通自旋锁是不能递归的。读锁可以递归,写锁也不能递归。

  表面上锁的是代码,实际上锁的是共享数据。

  使用读写锁的时候,需要注意,读锁可以加读锁,多个线程都占用读锁,必须所有的线程都释放,才能加上写锁,这往往会导致写锁长时间处于饥饿状态。

5、自旋锁存在的问题,线程试图获取一个已经被别人持有的自旋锁,当前线程处于忙等待,占用cpu资源。怎么解决这个问题?

  使用信号量,信号量是一种睡眠锁。一个任务试图获取被别人占有的信号量,信号量会将其推进一个等待队列,让其睡眠,当请求的信号量被释放,处于等待队列的任务被唤醒,并获得信号量。

6、需要注意的是,信号量是一种睡眠锁,但它本身也会带有开销,上下文切换,被阻塞的线程要换出换入,也即是说让其睡眠并唤醒它,花费一定的开销。如果每个线程锁的时间很短,一般使用自旋锁,忙等待的时间也很短。如果锁的时间长,使用信号量。

7、相比自旋锁,信号量还有更广泛的用处,使用PV操作不仅能保护共享资源,还能够控制同时访问的数量,还能够控制访问顺序。对于锁,是谁加锁谁释放,而信号量可以再不同线程之间PV操作。

8、考虑信号量的一种特殊使用场景,可以睡眠的互斥锁。创建的信号量容量为1(也就是允许同时访问的数量也就是1),可用数量为0,先进行V操作放入一个资源,使可用资源为1。这就是互斥体,互斥体加锁可以认为是P操作,然后做一些事情,然后解锁,也就是V操作。

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