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Linux内核学习笔记六——并发和同步概念

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。

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