(笔记)Linux内核学习(六)之并发和同步概念
2024-10-09 12:20:14
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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