---- Hello、Hello大家好,我是木荣,今天我们继续来聊一聊Linux中多线程编程中的重要知识点,详细谈谈多线程中同步和互斥机制。 同步和互斥 互斥:多线程中互斥是指多个线程访问同一资源时同时只允许一个线程对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的; 同步:多线程同步是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源
很多时候,我们做项目并不会创建那么多进程,而是创建一个进程,在该进程中创建多个线程进行工作。
在MySQL种,执行show engine innodb status \G 经常会看到里面有spin lock 及mutex的情况。我们有必要了解下这些知识。
同步是指协调多个执行线程或进程的执行,以确保它们按照一定的顺序执行或在特定的条件下等待。常见的同步机制包括信号量、条件变量和屏障等。
面试中经常会被问到高性能服务模型选择对比,以及如何提高服务性能和处理能力,这其中涉及操作系统软件和计算机硬件知识,其实都是在考察候选人的基础知识掌握程度,但如果没准备的话容易一头雾水,这次带大家从头到尾学习一遍,学完这一篇再也不怕面试官刨根问底了!
多线程访问共享资源的时候,避免不了资源竞争而导致数据错乱的问题,所以我们通常为了解决这一问题,都会在访问共享资源之前加锁。
但生活中也不是没有 BUG 的,比如加锁的电动车在「广西 - 窃·格瓦拉」面前,锁就是形同虚设,只要他愿意,他就可以轻轻松松地把你电动车给「顺走」,不然打工怎么会是他这辈子不可能的事情呢?牛逼之人,必有牛逼之处。
既然是锁CPU,那就都是针对多核处理器或多CPU处理器。单核的话,只有发生中断会使任务被抢占,那么可以进入临界区之前先关中断,但是对多核CPU光关中断就不够了,因为对当前CPU关了中断只能使得当前CPU不会运行其它要进入临界区的程序,但其它CPU还是可能执行进入临界区的程序。
铺垫 在Java SE 1.5之前,多线程并发中,synchronized一直都是一个元老级关键字,而且给人的一贯印象就是一个比较重的锁。 为此,在Java SE 1.6之后,这个关键字被做了很多的优化,从而让以往的“重量级锁”变得不再那么重。 synchronized主要有两种使用方法,一种是代码块,一种关键字写在方法上。 这两种用法底层究竟是怎么实现的呢?在1.6之前是怎么实现的呢? 字节码实现原理 在java语言中存在两种内建的synchronized语法:1、synchronized语句;2、s
锁是一个常见的同步概念,我们都听说过加锁(lock)或者解锁(unlock),当然学术一点的说法是获取(acquire)和释放(release)。
关于线程安全的专有名词有一大堆。你们突然之间问我这个名词是什么意思,那个名词是什么意思我还真不一定能给你准确的回答。这还别说一门语言一堆名词。其实有些名词叫法不同,实际上就是一个意思。
翻看目前关于 iOS 开发锁的文章,大部分都起源于 ibireme 的 《不再安全的 OSSpinLock》,我在看文章的时候有一些疑惑。这次主要想解决这些疑问:
之前lz说后续会继续做SQLite的操作,在lz做版本swift版本操作SQLite过程中遇到了多线程访问的问题,今天就给大家梳理一下其中对共享数据多线程操作中的?,或者是iOS开发中的几种?甚至这些
原文发布于微信公众号 - 云服务与SRE架构师社区(ai-cloud-ops),作者李勇。
应用程序中存在多个线程会导致潜在的问题。修改相同资源的两个线程可能会以无意的方式相互干扰。例如,一个线程可能会覆盖另一个线程的更改,或者将该应用程序置于未知且无效的状态。如果幸运的话,损坏的资源可能会导致明显的性能问题或崩溃,这种情况还相对容易追踪和修复。但是,如果你不幸,这种破坏可能会导致微小的错误,直到很晚才会出现,或者错误可能需要对你的基本编码进行重大改革。
像 乐观锁,悲观锁,互斥锁 等也都是 并发控制的机制,或者说是资源争用控制的机制。
mutex.go文件是Go语言中同步原语之一的mutex(互斥锁)的实现。互斥锁是一种多线程程序中,用于协调对共享资源的访问的机制。实现原理是在进入临界区前先尝试获取锁,若锁已被其他线程持有,则该线程等待锁的释放;若锁未被持有,则该线程获取锁并进入临界区进行操作,操作完毕后释放锁,让其他线程可以获取该锁进入临界区。
但 ReentrantLock 和 synchronized 不一样,需要手动释放锁,所以使用 ReentrantLock 的时候一定要手动释放锁,并且加锁次数和释放次数要一样。
在读很多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,乐观锁等等,这篇文章介绍各种锁的分类。介绍的内容如下:
在Linux下, 线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t 在使用前, 要对它进行初始化:
并发编程中经常需要考虑并发资源竞争读写的问题,因为多个流程同时修改、读取同一个资源时往往会发生超出预期的奇怪行为,因此我们的原则是并发执行任务但是资源读取的过程是清楚干净的。
在多处理器共享内存的架构中(如:对称多处理系统SMP),线程可以用于实现程序的并行性。历史上硬件销售商实现了各种私有版本的多线程库,使得软件开发者不得不关心它的移植性。对于UNIX系统,IEEE POSIX 1003.1标准定义了一个C语言多线程编程接口。依附于该标准的实现被称为POSIX theads 或 Pthreads。
在读很多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,乐观锁等等,这篇文章介绍各种锁的分类,介绍的内容如下:
因为现代操作系统是多处理器计算的架构,必然更容易遇到多个进程,多个线程访问共享数据的情况,如下图所示:
线程是CPU调度的基本单位,在早期,单核CPU上,一个CPU在某个事件执行一个线程,这就没有多线程的说法,后来单核CPU采取时间片轮转调度,不同的线程分配一定的时间,并在时间结束后切换线程,也就是CPU频繁切换线程,让我们看起来多个任务真的在“同时”进行,其实只是单核在不停切换,到了多核CPU才实现了真正的多线程,异步进行,每个核心都可以处理一个线程
自旋锁是专为防止多处理器并发(实现保护共享资源)而引入的一种锁机制。自旋锁与互斥锁比较类似,它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁,还是自旋锁,在任何时刻,最多只能有一个保持者,也就说,在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁,如果资源已经被占用,资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,“自旋”一词就是因此而得名。自旋锁在内核中大量应用于中断处理等部分(对于单处理器来说,防止中断处理中的并发可简单采用关闭中断的方式,即在标志寄存器中关闭/打开中断标志位,不需要自旋锁)。
linux内核中有多种内核锁,内核锁的作用是: 多核处理器下,会存在多个进程处于内核态的情况,而在内核态下,进程是可以访问所有内核数据的,因此要对共享数据进行保护,即互斥处理; linux内核锁机制有信号量、互斥锁、自旋锁还有原子操作。 一、信号量(struct semaphore): 是用来解决进程/线程之间的同步和互斥问题的一种通信机制,是用来保证两个或多个关键代码不被并发调用。 信号量(Saphore)由一个值和一个指针组成,指针指向等待该信号量的进程。信号量的值表示相应资源的使用情况。信号量S>=0
但是并不是非常完美,因为多线程常常伴有资源抢夺的问题,作为一个高级开发人员并发编程那是必须要的,同时解决线程安全也成了我们必须要要掌握的基础
IOS中的锁是比较困扰大家的一个问题,知道有锁这么个东西,但是却不常用。今天带大家一起走进锁的底层世界。
在多线程的软件世界里,对共享资源的争抢过程(Data Race)就是并发,而对共享资源数据进行访问保护的最直接办法就是引入锁!。
在多线程环境中,多个线程可能会同时访问同一个资源,为了避免访问发生冲突,可以根据访问的复杂程度采取不同的措施
文章主要介绍了在Linux系统中,如何利用自旋锁来实现线程之间的同步和互斥。主要包括了自旋锁的定义、工作原理、使用方式和注意事项,并通过实例介绍了如何在C语言中实现自旋锁。
锁是多线程并发问题中的重要组成,接着上一篇文章,今天就简单总结一下Java中各种锁如何分类。
非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能,会造成优先级反转或者饥饿现象。
举个生活中的例子,假设厕所只有一个坑位了,悲观锁上厕所会第一时间把门反锁上,这样其他人上厕所只能在门外等候,这种状态就是「阻塞」了。
futex全称是fast user-space locking,也就是快速用户空间锁,在linux下使用C语言写多线程程序时,在需要线程同步的地方会经常使用pthread_mutex_lock()函数对临界区进行加锁,如果加锁失败线程就会挂起,这就是互斥锁。但是pthread_mutex_lock并不是立即进行系统调用,而是首先在用户态进行CAS操作,判断其它线程是否已经获取了锁,如果锁被其它线程获取了,再进行系统调用sys_futex(),将当前线程挂起。futex可以用在多线程程序中,也可以用在多进程程序中。互斥变量是一个32位的值。
要是对协程的使用感兴趣的话,可以看看这篇文章简单了解一下瞅一眼就会使用GO的并发编程分享
尽管信号量已经可以实现互斥的功能,但是“正宗”的mutex在Linux内核中还是真实地存在着。尤其是在Linux内核代码中,更多能看到mutex的身影。
线程池是一种管理线程的机制,它可以在需要时自动创建和销毁线程,以及分配和回收线程资源。线程池的主要优点是减少了频繁创建和销毁线程所带来的开销,提高了系统的稳定性和可扩展性。此外,线程池还可以有效地控制线程的数量,避免过多线程导致的资源竞争和系统过载
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