Linux核心學習筆記六——並發和同步概念

一 臨界區和競爭條件

       臨界區：訪問和操作共用資料的程式碼片段。

       競爭條件：多個執行線程處於同一個臨界區中。

　　　　

 

　　處於競爭條件：造成訪問的資料或者資源不一致狀態：

對資源i的訪問：ProcessA和B訪問後得到正確的結果應該是9：

                    

 

進程是並發執行，有可能得到的結果是：8

     

　　　　

 

防止這種情況的發生：保證對資源的訪問原子操作。

二 加鎖

       鎖：採用原子操作實現，原子操作不存在競爭。

      

　　　　

 

造成並發原因：

　　l  中斷：隨時可以打斷當前執行的進程代碼；

　　l  非強制中斷和tasklet：任何時刻能喚醒調度非強制中斷和tasklet，打斷當前正在執行的代碼；

　　l  核心搶佔：當前任務被搶佔；

　　l  進程睡眠：喚醒發送器，執行新的進程；

　　l  多處理器：同時執行代碼。

 

　　針對資源並發競爭條件的存在，需要對資源進行保護，保證資源的訪問操作是原子的。

需要弄清楚哪些資料需要被保護，要試圖弄清楚資源會不會被並發的訪問操作。

 

三 死結

       多個執行線程互相等待被對方佔用的資源，但永遠不會釋放各自擁有的資源，導致眾線程永遠無法得到執行。

　　　　

 

出現死結是件很危險的事情，預防死結：

　　l  加鎖順序保持一致；

　　l  防止發生饑餓措施；

　　l  不要重複請求同一個鎖；

　　l  複雜加鎖方案造成死結機率較大——設計鎖力求簡單；

四 鎖的粒度

       加鎖粒度：描述加鎖保護的資料規模；

              過粗的鎖：保護大塊資料，如子系統所有資料結構；

              精細的鎖：保護小塊資料，一個大資料結構中的一個元素；

       在粗糙與精細之間需要平衡：精細的鎖複雜開銷大，良好擴充性：從單核到多核，為提高效能，鎖得機制變得更細。

　　保護資料不被並發的訪問，加鎖你的代碼。恰當的加鎖：滿足不死結、可擴充、清晰簡潔。