今天我们学习Linux线程互斥的话题。Linux同步和互斥是Linux线程学习的延伸。但这部分挺有难度的,请大家做好准备。那我们就正式开始了。...互斥锁 首先,我们先认识一些锁的常见接口 // 所有锁的相关操作函数都在这个头文件下 //这些函数如果又返回值,操作成功的话,返回0,失败的话。返回错误码。...锁只规定互斥访问,没有规定谁优先访问。 锁就是让多个线程公平竞争的结果,强者胜出嘛。 关于互斥锁的理解 所有的执行流都可以访问这一把锁,所以锁是一个共享资源。...为了实现互斥锁操作,大多数体系结构都提供了swap或exchange指令,该指令的作用是把寄存器和内存单元的数据相交换,由于只有一条指令,保证了原子性 。...将寄存器内的1归还给锁。然后return返回就可以了。 对互斥锁的简单封装 相信大家对互斥锁都有了充分的了解。接下来,我们就实现一下对互斥锁的简单封装。
mutex是什么 Mutex即我们常说的互斥锁,也称为排他锁。使用互斥锁,可以限定临界区只能同时有一个goroutine持有。...mutex实现原理 为了保证锁的公平性,mutex有两种模式:正常模式和饥饿模式。正常模式下所有等待锁的goroutine按照队列的先进先出顺序等待。...互斥锁已经被锁定,即有goroutine正在占用锁 // 2. 互斥锁当前不处于饥饿模式 // 3....,如果当前互斥锁还没有被唤醒,则标记为唤醒状态 // 唤醒的goroutine就是当前的goroutine....当前互斥锁处于正常模式,并且锁还没有被释放 // 2. 当前互斥锁处于饥饿模式,并且锁还没有被释放 // 3. 当前互斥锁处于正常模式,并且锁已经被释放 // 4.
//channel 实现互斥锁 type Mutex struct { ch chan struct{} } func newMutex() *Mutex { mu := Mutex{ch: make
这个比喻还算恰当吧,大家也明白为什么要求锁的持有时间尽量短了吧!A B 相当于 cpu 内核,厕所就相当于互斥资源。 从 实现原理上来讲,Mutex属于sleep-waiting类型的锁。...要调整运行级别 因为另一个CPU可能在死循环不干活 自己必须快点执行完 要快点执行完 就必须保证自己的原子性 因此提高权限关闭中断是必须的 其实windows的自旋锁机制还是很简单的了 linux...更复杂 linux提供了更多自旋锁操作方式 尤其是对中断中使用自旋锁的情况 当然一般是不提倡中断中使用自旋锁的 所以,自旋锁一般用用多核的服务器。...其作用是为了解决某项资源的互斥使用。因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以自旋锁的效率远 高于互斥锁。...因此我们要慎重使用自旋锁,自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要,在单CPU且不可抢占式的内核下,自旋锁的操作为空操作。自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况下。
今天把这两个锁的内核实现源码重新捋了一遍,基于liunx2,6.0,直接粘注释版: 核心文件,x86下实现的spinlock #ifndef __ASM_SPINLOCK_H #define __ASM_SPINLOCK_H...,和互斥自旋锁机构一模一样 #define RWLOCK_MAGIC 0xdeaf1eed #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK #define RWLOCK_MAGIC_INIT...* 在x86上,我们将读写锁实现为32位计数器,高位(符号)为“争用”位。 * * The inline assembly is non-obvious. Think about it....(arch/i386/kernel/semaphore.c)找,否则找不到 //获取读锁或者写锁失败后的helper实现 static inline void _raw_read_lock(rwlock_t...= RWLOCK_MAGIC) BUG(); #endif __build_read_lock(rw, "__read_lock_failed");//在读写锁文件rwlock.h里有相应实现 }
使用实例如下: #include // 定义自旋锁 spinlock_t my_lock; void my_function(void) { spin_lock...而互斥锁则不是,前面说互斥锁加锁失败,线程会出让CPU,这个过程其实是由内核来完成线程切换的,因此加锁失败时,1)首先从用户态切换至内核态,内核会把线程的状态从「运行」状态设置为「睡眠」状态,然后把 CPU...但是互斥锁不是,它的目的就是只让一个线程进入临界区,其余线程没拿到锁,就只能阻塞等待。线程互斥的进入临界区,这就是互斥锁名字由来。...读写锁这种就属于高阶锁了,它的实现就可以用自旋锁。 抢占: 抢占必须涉及进程上下文的切换,而中断则是涉及中断上下文的切换。...而且,实际上很多线程同步机制,都在底层有内存屏障作为支撑,比如原子锁和自旋锁都是依赖CPU提供的CAS操作实现。
编程中,线程同步的处理方法包括:信号量,互斥锁和条件变量。...2、互斥锁 互斥锁是通过锁的机制来实现线程间的同步问题。...互斥锁的基本流程为: 初始化一个互斥锁:pthread_mutex_init()函数 加锁:pthread_mutex_lock()函数或者pthread_mutex_trylock()函数 对共享资源的操作...同时,解锁的过程中,也需要满足两个条件: 解锁前,互斥锁必须处于锁定状态; 必须由加锁的线程进行解锁。 当互斥锁使用完成后,必须进行清除。...有了以上的准备,我们重新实现上述的多线程写操作,其实现代码如下所示: #include #include #include pthread_mutex_t
互斥锁 互斥锁是一种常用的控制共享资源访问的方法,它能够保证同时只有一个goroutine可以访问共享资源。Go语言中使用sync包的Mutex类型来实现互斥锁。...}() } // 等待所有goroutine执行完毕 wg.Wait() // 输出x(10000) fmt.Println(x) } 读写互斥锁...互斥锁是完全互斥的,但是有很多实际的场景下是读多写少的,当并发的去读取一个资源不涉及资源修改的时候是没有必要加锁的,这种场景下使用读写锁是更好的一种选择。...读写锁分为两种:读锁和写锁。...当一个goroutine获取读锁之后,其他的goroutine如果是获取读锁会继续获得锁,如果是获取写锁就会等待;当一个goroutine获取写锁之后,其他的goroutine无论是获取读锁还是写锁都会等待
在Linux设备驱动中,我们必须要解决的一个问题是:多个进程对共享资源的并发访问,并发的访问会导致竞态。 1、并发和竞态 并发(Concurrency):指的是多个执行单元同时、并行的被执行。...解决竞态的途径是:保证对共享资源的互斥访问。 互斥访问:一个执行单元在访问共享资源的时候,其他执行单元被禁止访问。 临界区(Critical Sections):访问共享资源的代码区域成为临界区。...临界区需要以某种互斥机制加以保护。 常见的互斥机制包括:中断屏蔽,原子操作,自旋锁,信号量,互斥体等。...4、总结 由上文可知,为了解决 并发导致的竞态问题 高性能的编译器编译乱序问题 高性能的CPU带来的执行乱序问题 CPU和ARM处理器提供的内存屏障指令等,这也是内核锁存在的意义。
LockSupport是一个非常底层的API,我们利用其可以做很多事情,本文将利用LockSupport实现互斥锁和共享锁。...Lock 在JDK中已经提供了很多种锁的实现,原生的synchronized(优先推荐使用),juc中的ReentrantLock等,本文不纠结synchronized和ReentrantLock的实现...,本文只从Lock的语义出发实现两种锁。...)等的支持,并且在有线程释放锁之后需要唤起阻塞线程进行锁的竞争,所以需要维护等待锁的线程队列 Lock需要维护当前锁的状态(是否可以被获取等) 互斥锁 public class MutexLock implements...thread don't own this lock."); } state.getAndIncrement(); } } 总结 以上利用了LockSupport来实现了互斥锁和共享锁
创建的锁过多,可能会造成死锁问题。 ...可以在设计程序时从逻辑上避免死锁出现,延时、银行家算法等 # 以下代码如未使用互斥锁,最终计算出来的的数值会出错(比实际数小) # 上锁的代码越少越好,只在关键位置加锁 import threading...import time # 定义一个全局变量 g_num = 0 # 创建一个互斥锁,默认没有上锁 mutex = threading.Lock() def func1(num):...global g_num # 如上锁之前没有上锁,此时上锁成功 # 如上锁之前已被上锁,此时会堵塞在这里,直到锁被解开 for i in range(num):
我们可以特异性针对上面的问题处理,例如某种实现中,setpark函数可以令程序进入准备park的状态,如果在park之前进程已经被unpark,那么park将直接返回。...实际操作系统中,互斥锁的实现综合了以上两种锁的实现。...以下是Linux的Mutex实现机制。 膜这段代码!!!...futex_wait和futex_wake会在内核态维护一个mutex对应的队列。 在第一阶段,线程将会自旋若干次,试图获取锁。...一旦第一阶段没有完成,则会进入第二阶段,线程沉睡,直到锁被释放后将线程唤醒。 上述linux的实现只自旋了一次,但是也可以使用有固定自旋次数的循环。
互斥锁 在Golang中,互斥锁(Mutex)是一种基本的同步原语,用于实现对共享资源的互斥访问。...互斥锁的主要方法包括两个,分别是 Lock 和 Unlock。...在函数执行前通过mutex.Lock()获取互斥锁,在函数执行结束后通过mutex.Unlock()释放互斥锁。...读写互斥锁 Go语言中的读写互斥锁(RWMutex)是一种特殊类型的互斥锁,它允许多个协程同时读取某个共享资源,但在写入时必须互斥,只能有一个协程进行写操作。...相比互斥锁,读写互斥锁在高并发读的场景下可以提高并发性能,但在高并发写的场景下仍然存在性能瓶颈。 读写互斥锁有两个方法:RLock()和RUnlock()。
LiteOS的互斥锁 1.1. 互斥锁 在多任务环境下,往往存在多个任务竞争同一共享资源的应用场景,互斥锁可被用于对共享资源的保护从而实现独占式访问。...互斥锁(mutex)又称互斥型信号量,是一种特殊的二值信号量,用于实现对共享资源的独占式处理。另外,Huawei LiteOS提供的互斥锁通过优先级继承算法,解决了优先级翻转问题。 1.2....当有任务持有时,互斥锁处于闭锁状态,这个任务获得该互斥锁的所有权。当该任务释放它时,该互斥锁被开锁,任务失去该互斥锁的所有权。当一个任务持有互斥锁时,其他任务将不能再对该互斥锁进行开锁或持有。...相关的接口定义在osal.c中,基于LiteOS的接口实现在 liteos_imp.c文件中: 接口名 功能描述 osal_mutex_create 创建互斥锁 osal_mutex_del 删除互斥锁...在Demo文件夹右击,新建文件夹osal_kernel_demo用于存放内核的实验文件(如果已有请忽略这一步)。
互斥锁 其中Mutex为互斥锁,Lock()加锁,Unlock()解锁,使用Lock()加锁后,便不能再次对其进行加锁,直到利用Unlock()解锁对其解锁后,才能再次加锁.适用于读写不确定场景,即读写次数没有明显的区别...,并且只允许只有一个读或者写的场景,所以该锁叶叫做全局锁. package main import ( "fmt" "sync" "errors" ) type MyMap struct {...读写锁即是针对于读写操作的互斥锁。...它与普通的互斥锁最大的不同就是,它可以分别针对读操作和写操作进行锁定和解锁操作。读写锁遵循的访问控制规则与互斥锁有所不同。 在读写锁管辖的范围内,它允许任意个读操作的同时进行。...也就是说,读写锁控制下的多个写操作之间都是互斥的,并且写操作与读操作之间也都是互斥的。但是,多个读操作之间却不存在互斥关系。
一,使用互斥锁 1,初始化互斥量 不能拷贝互斥量变量,但可以拷贝指向互斥量的指针,这样就可以使多个函数或线程共享互斥量来实现同步。上面动态申请的互斥量需要动态的撤销。...二,使用读写锁 通过读写锁,可以对受保护的共享资源进行并发读取和独占写入。读写锁是可以在读取或写入模式下锁定的单一实体。要修改资源,线程必须首先获取互斥写锁。...必须释放所有读锁之后,才允许使用互斥写锁。...初始化和销毁: 同互斥量一样, 在释放读写锁占用的内存之前, 需要先通过pthread_rwlock_destroy对读写锁进行清理工作, 释放由init分配的资源. 2.加锁和解锁 三,条件变量...假如某个线程需要等待系统处于某种状态下才能继续执行,Linux为了解决这种问题引入了条件变量这种线程同步对象,条件变量是用来通知共享数据状态信息的,等待条件变量总是返回锁住的互斥量,条件变量是与互斥量相关
互斥锁(mutex) 在信号量最后的部分说,当count=1的时候可以用信号量实现互斥。在早期的Linux版本中就是当count=1来实现mutex的。...3.18左右, 内核重新定义了一个新的数据结构 struct mutex, 将其称为互斥锁或者互斥体。...互斥锁的DOWN操作 互斥锁的DOWN操作在linux内核中定义为mutex_lock函数,如下: /** * mutex_lock - acquire the mutex * @lock: the...,如果不能立刻获得互斥锁,进程将睡眠直到获得锁为止。...等待互斥锁的UP操作之后,返回。
有感于最近在知乎看到了两个问题,分享一下对内核系统调用的实现和互斥机制的认识。...互斥机制 但是因为在多核的情况下,多个CPU上会执行多个线程,如果多个线程同时请求内核访问同一个内核数据结构,那么就会引起竞态情况。所以内核需要实现访问资源的互斥机制。...比如自旋锁,保证多个CPU只有其中一个CPU拿到这个锁,然后操作共享的数据。...,对内存进行互斥访问,下面是i386原子操作的实现。...内核实现的功能虽然没有使用多线程,但是通常底层是多核,上层是使用多进程/多线程的,所以内核为了保证互斥访问共享数据,需要实现一些原子操作和互斥机制。
Linux并不提供真正的线程,只提供了LWP,但是程序员用户不管LWP,只要线程。...---- 三、Linux线程互斥 互斥相关概念 临界资源:多个执行流进行安全访问的共享资源就叫临界资源 临界区:多个执行流进行访问临界资源的代码就是临界区 互斥: 任何时刻,互斥保证有且只有一个执行流进入临界区...实际上就是需要一把锁,Linux提供的这把锁就叫互斥量,如果一个线程持有锁,那么其他的线程就无法进来访问了。...互斥锁实现原子性原理 单纯的i++,++i都不是原子的,会导致数据不一致问题 从汇编谈加锁:为了实现互斥锁操作,大多数体系结构提供了swap和exchange指令,作用是把寄存器和内存单元的数据直接做交换...条件变量的使用 通过条件变量来控制线程的执行 条件变量本身不具备互斥的功能,所以条件变量必须配合互斥锁使用: 一次唤醒一个线程 创建2个线程,通过条件变量一秒唤醒一个线程(或者全部唤醒): int tickets
这篇文章介绍Linux下线程同步与互斥机制–互斥锁,在多线程并发的时候,都会出现多个消费者取数据的情况,这种时候数据都需要进行保护,比如: 火车票售票系统、汽车票售票系统一样,总票数是固定的,但是购票的终端非常多...就是因为多个线程共用进程的资源,要访问的是公共区间时(全局变量),当一个线程访问的时候,需要加上锁以防止另外的线程对它进行访问,以实现资源的独占。...在一个时刻只能有一个线程掌握某个互斥锁,拥有上锁状态的线程才能够对共享资源进行操作。若其他线程希望上锁一个已经上锁了的互斥锁,则该线程就会挂起,直到上锁的线程释放掉互斥锁为止。 1....互斥锁介绍 在编程中,引入了对象互斥锁的概念,来保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为" 互斥锁" 的标记,这个标记用来保证在任一时刻,只能有一个线程访问该对象。...Linux系统下定义了一套专门用于线程互斥的mutex函数。 mutex 是一种简单的加锁的方法来控制对共享资源的存取,这个互斥锁只有两种状态(上锁和解锁),可以把互斥锁看作某种意义上的全局变量。
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云