【深入理解Linux内核锁】三、原子操作 1、原子操作思想 原子操作（atomic operation），不可分割的操作。...同时，Linux内核提供了两类原子操作的接口，分别是针对位和整型变量的原子操作。...2.2.1 原子变量结构体 typedef struct { int counter; } atomic_t; 结构体名称：atomic_t 文件位置：include/linux/types.h...文件位置：由include/linux/atomic.h引用arch/arm/include/asm/atomic.h，再引用include/linux/compiler.h 实现方式：通过调用WRITE_ONCE...4、总结 该文章主要详细了解了Linux内核锁的原子操作，原子操作分为两种：整型变量的原子操作和位原子操作。
下面分别是作用于临界区、CPU、内存、cache的各种锁的归纳： 一、atomic原子变量/spinlock自旋锁 — —CPU 既然是锁CPU，那就都是针对多核处理器或多CPU处理器。...原子变量：在x86多核环境下，多核竞争数据总线的时候，提供Lock指令锁住总线，保证“读-修改-写”操作在芯片级的原子性。...使用实例如下： #include // 定义自旋锁 spinlock_t my_lock; void my_function(void) { spin_lock...他们的读写是根据内存的指针来进行的，写者写完之后，就把旧读者的指针赋值为新的数据的指针，指针的赋值操作是原子的，这样新的读者将访问新数据。 旧内存由一个线程专门负责回收。...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。
CAS乐观锁（原子操作） 强烈推介IDEA2020.2破解激活，IntelliJ...IDEA 注册码，2020.2 IDEA 激活码 CAS乐观锁（原子操作） 锁主要分为两种：乐观锁和悲观锁，而 synchronized 就属于一种悲观锁，每次在操作数据前都会加锁。...在 Java 可以通过锁和循环 CAS 的方式来实现原子操作。Java 中 java.util.concurrent.atomic 包相关类就是 CAS 的实现。...这是一中完全依赖于硬件的功能，通过它实现原子操作。 【3】进入Unsafe 类的 getAndAddInt 方法：我们发现其通过无限循环去解决锁的问题，也称为 “循环锁”，直到修改成功。...当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环 CAS 的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环 CAS 就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁，或者有一个取巧的办法，就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作
本文已参与 「掘力星计划」 ，赢取创作大礼包，挑战创作激励金 今天不整 GO 语言，我们来分享一下以前写的 C 代码，来看看 互斥锁，自旋锁和原子操作的 demo 互斥锁 临界区资源已经被1个线程占用...函数中创建 10 个线程 线程函数中调用 inc 做数据的增加 分别使用 互斥锁，自旋锁，和原子操作，来进行控制 #include #include #include...自旋锁或者是原子操作看看效果进行对比一下 2、mutex、lock、atomic 性能对比 思路还是和上面的思路类型，咱们可以通过下面的代码来实际初步看看 mutex、lock、atomic 各自的性能...//并发 //互斥锁mutex // 如果获取不到资源会让出cpu // 使用场景 // 共享区域执行的内容较多的情况 //自旋锁spinlock // 如果获取不到资源，会原地自旋，忙等 // 使用场景...自旋锁，原子操作，数据都能如我所愿的累加正确，在时间上面他们还是有一定的差异： 自旋锁 和 互斥锁 在此处的案例性能差不多，但是原子操作相对就快了很多 欢迎点赞，关注，收藏 朋友们，你的支持和鼓励，是我坚持分享
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。...其实，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。.../williamwang2013/article/details/8517380 http://blog.csdn.net/yikai2009/article/details/8650221 4.1、Linux...4.2、Linux内核两组原子操作接口： 1、原子整数操作 原子操作通常针对int或bit类型的数据，但是Linux并不能直接对int进行原子操作，而只能通过atomic_t的数据结构来进行。
2.var mutex sync.Mutex 定义一个互斥锁变量，使用atomic进行相关的原子操作，对于操作的变量需要读取访问时，Lock()这个mutex 来确保对该变量的独占访问，操作完成后 Unlock
原子锁是多线程编程中的一个特色。然而，在平时的软件编写中，原子锁的使用并不是很多。这其中原因很多，我想主要有两个方面。...其实，早在《多线程数据互斥》这篇博客中，我们就已经介绍过原子锁。本篇博客主要讨论的就是原子锁怎么使用。中间的一些用法只是我个人的一些经验，希望能够抛砖引玉，多听听大家的想法。...那么如果使用原子锁呢？...上面的范例只是介绍了统计功能中的原子锁。...那么怎么用原子锁代替传统的系统锁呢？
什么是原子操作 原子操作可以保证指令以原子的方式执行——执行过程不被打断，原子操作是多数无锁编程的基本前提。...原子操作分为以下几类 对1字节的读写 对2字节数（对齐到16位边界）读写 对4字节数（对齐到32位边界）读写 对8字节数（对齐到64位边界）读写 xchg 原子操作基本原理 在x86平台上，CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段...总线锁会导致其他几个核在一定时钟周期内无法访问内存。虽然总线锁会影响其他核的性能，但比起操作系统级别的锁，已经轻量太多了。.../atom_add_mutex count = 40000000, usetime = 3247131 usecs 可以看到，使用原子操作是使用互斥锁性能的5倍左右，随着冲突数量的增加，性能差距会进一步拉开...Alexander Sandler实测，原子操作性能大概是互斥锁的6-7倍左右。
啥是原子操作 总结 欢迎点赞，关注，收藏 GO的锁和原子操作分享 上次我们说到协程，我们再来回顾一下： 协程类似线程，是一种更为轻量级的调度单位 线程是系统级实现的，常见的调度方法是时间片轮转法 协程是应用软件级实现...自然是有的，我们来看看原子操作 啥是原子操作 "原子操作(atomic operation)是不需要synchronized"，这是多线程编程的老生常谈了。...原子操作的特性： 原子操作是不可分割的，在执行完毕之前不会被任何其它任务或事件中断 上述我们的加锁案例，咱们编码中的加锁操作会涉及内核态的上下文切换会比较耗时、代价比较高 针对基本的数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发安全...加互斥锁 互斥锁的 add函数 是并发安全的，因为拿不到互斥锁会阻塞，所以加锁性能开销大 20000 14.9586ms 使用原子操作 原子操作的 add函数 是并发安全，性能优于加锁的 20000...9.9726ms 总结 分享了锁是什么，用来做什么 分享了互斥锁，读写锁，以及其区别和应用场景 分享了原子操作 大家感兴趣可以去看看锁的实现，里面也是有使用原子操作 欢迎点赞，关注，收藏 朋友们
今天的文章里我们会简单了解一下Go语言里对原子操作的支持，然后探讨一下原子操作和互斥锁的区别。...文章的主要话题如下： 原子操作 Go对原子操作的支持 原子操作和互斥锁的区别 原子操作 原子操作即是进行过程中不能被中断的操作，针对某个值的原子操作在被进行的过程中，CPU绝不会再去进行其他的针对该值的操作...为了实现这样的严谨性，原子操作仅会由一个独立的CPU指令代表和完成。原子操作是无锁的，常常直接通过CPU指令直接实现。事实上，其它同步技术的实现常常依赖于原子操作。...而原子操作是互斥的单个操作，这意味着没有其他线程可以打断它。那么就Go语言里atomic包里的原子操作和sync包提供的同步锁有什么不同呢？...所以总结下来原子操作与互斥锁的区别有： 互斥锁是一种数据结构，用来让一个线程执行程序的关键部分，完成互斥的多个操作。 原子操作是针对某个值的单个互斥操作。
所以, 我们可以在操作 count 的时候加一个互斥锁....int8_t / uint8_t int16_t / uint16_t int32_t / uint32_t int64_t / uint64_t 性能上原子操作的速度是互斥锁的...1, 类似 count ++ count 初始值为0, 或者这么写 __sync_add_and_fetch(&count, 1);//返回1, count现在等于1, 类似 ++ count 原子操作也可以用来实现互斥锁...如果去掉 sched_yield(), 这个锁就会一直自旋....下面我们利用原子操作来实现一个无锁并发堆栈; struct Node{ void* data; Node* next Node(void
临界区、信号量、互斥锁、自旋锁与原子操作 临界区 程序想要使用共享资源，必然通过一些指令去访问这些资源，若多个任务都访问同一资源，那么访问该资源的指令代码组成的区域称临界区。...互斥锁 自旋锁”是一种“申请不到也不知会操作系统”的锁。其它锁都是“申请不到就通知操作系统：资源不足，我没法干活了，申请休息”。...有的资源同时只允许一个访问，无论读写；于是我们抽象它为“互斥锁”。 原子操作 原子操作，就是不能被更高等级中断抢夺优先的操作。...而有些操作是不能被中断的，不然会出现无法还原的后果，这时候，这些操作就需要原子操作。就是不能被中断的操作。...硬件级的原子操作：在单处理器系统（UniProcessor）中，能够在单条指令中完成的操作都可以认为是“原子操作”，因为中断只发生在指令边缘。
原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。有了这个原子操作这个保证我们就可以实现无锁了。...CPU 锁的种类 关于CPU的锁有如下3种： 1 处理器自动保证基本内存操作的原子性 首先处理器会自动保证基本的内存操作的原子性。...但是处理器提供总线锁定和缓存锁定两个机制来保证复杂内存操作的原子性。 2 使用总线锁保证原子性 第一个机制是通过总线锁保证原子性。...3 使用缓存锁保证原子性 第二个机制是通过缓存锁定保证原子性。...频繁使用的内存会缓存在处理器的L1，L2和L3高速缓存里，那么原子操作就可以直接在处理器内部缓存中进行，并不需要声明总线锁，在奔腾6和最近的处理器中可以使用“缓存锁定”的方式来实现复杂的原子性。
当多个进程同时访问一个文件的时候，普通的write/read在执行的时候，无法保证操作的原子性，可能会导致文件被污染，达不到预期的结果。...任何一个需要多个函数调用的操作都不可能是原子操作，因为在两个函数调用间，内核可能会将进程挂起执行另外的进程。...PS: pread是无法中断的原子操作，无法中断它的定位和读取操作 pread读取过后的文件偏移量不会发生改变 同理pwrite也是一样的 而在文件创建的时候也是一样的，当需要做文件创建同步的时候，
1.线程库 1.thread类的简单介绍 在C++11之前，涉及到多线程问题，都是和平台相关的，比如windows和linux下各有自己的接口，这使得代码的可移植性比较差。...，就像上面写的第一份代码，数据很乱，因此我们需要用锁来解决这个问题（当然，使用原子性操作也是可以的，这里先讲解锁）。...虽然加锁可以解决，但是加锁有一个缺陷就是：只要一个线程在对sum++时，其他线程就会被阻塞，会影响程序运行的效率，而且锁如果控制不好，还容易造成死锁。而在C++11中，引入了原子操作。...所谓原子操作：即不可被中断的一个或一系列操作，C++11引入的原子操作类型，使得线程间数据的同步变得非常高效。...atmoic t; // 声明一个类型为T的原子类型变量t 原子类型通常属于"资源型"数据，多个线程只能访问单个原子类型的拷贝，因此在C++11中，原子类型只能从其模板参数中进行构造，不允许原子类型进行拷贝构造
前言 锁冲突：两个线程获取一把锁，一个线程阻塞等待，一个线程加锁成功。 一、锁策略 （一）乐观锁和悲观锁 根据加锁之前对锁冲突概率的预测，预定工作的多少！...乐观锁：预测该场景中，不太出现锁冲突的情况，后续做的工作更少。 悲观锁：预测该场景中，非常容易出现锁冲突的情况，后续做的工作更多。...synchronized初始使用乐观锁策略，当发现锁竞争比较频繁时，就会自动切换成悲观锁策略。 （二）重量级锁和轻量级锁 加锁之后，考虑实际的锁的开销。...二、原子编程CAS CAS本质上是一种无锁编程，将某个寄存器中的值和内存中的值进行比较，如果相等则进行交换。...（一）实现原子类 可以使用 自增/自减/自增任意值/自减任意值 实现计数、统计这类场景中。
这个Unsafe有个compareAndSwap方法是原子的，并且使用这个方法可以实现高性能的lock-free的数据结构。...如果我们使用原子类型呢？接下来看看吧： ? 输出: ?...使用原子类型，结果自然是正确的，而且性能貌似看起来更好了 最后，我们尝试使用Unsafe这个底层的类中的compareAndSwapLong，也就是CAS来看看效果： ? 输出: ?...其实原子类型的内部实现就是使用Unsafe的CAS。 事实上，这个例子非常的简单，但它却展示了Unsafe的力量和神奇之处。 就像我们前面说到的那样，CAS原子操作可以被用作实现“无锁”的数据结构。
2 X86体系架构 2.1 X86原子指令 让我们看一下X86的汇编指令有哪些是原子的： 进行零或一对齐内存访问的汇编指令是原子的。...2.2 ARM原子指令 但是，ARM体系架构中不存在lock指令，所以它在原子指令的实现上是不一样的。...所以说，X86这种锁内存总线的方式简单好用，但是毕竟牺牲了性能；而ARM这种独占指令则更为高效，只不过实现上更为复杂一点。...3 Linux原子操作 但是，我们在编写完C代码后，编译器不能保证给你使用原子指令进行替代。因此，Linux内核提供了atomic_t类型变量并提供了相关的操作函数和宏（如表5-4所示）。...表5-4 Linux中的原子操作 返回 *v
设置锁、和同步设置锁。...读写锁，或是解锁。...= F_UNLCK) { if (fflock.l_type == F_RDLCK) {//有锁，判断是读锁还是写锁 printf("flock has been set to read lock...(); flock_set(fd, F_UNLCK); //解锁 getchar(); close(fd); return 0; } 写锁是排他性的，文件上了写锁，就会阻止其他程序的写锁与读锁...读锁可以多个程序对同一文件上读锁，除此之外其他情况也会失败(阻止其他程序的读锁与写锁)。
什么是自旋锁？C++自旋锁是一种低层次的同步原语，用于保护共享资源的访问。自旋锁是一种轻量级的锁，适用于短时间的资源锁定。...如果锁仍然被占用，该线程就会一直处于自旋状态，直到获取到锁。自旋锁的一个重要特点是它不会导致调用者睡眠，如果自旋锁已经被占用，调用者会一直处于忙等待状态，直到能够获取到锁。...这就意味着自旋锁应当只在持锁时间短并且线程不会被阻塞的情况下使用，否则会浪费处理器时间，降低多处理器系统的并行性能。在C++中，实现自旋锁可以使用原子操作和条件变量。...C++11没有提供专门用于实现自旋锁的接口，但可以通过使用原子操作和条件变量来实现自旋锁。...使用C++11原子操作实现自旋锁C++11没有提供专门用于实现自旋锁的接口，但可以通过使用原子操作（atomic operations）和条件变量（condition variables）来实现自旋锁。
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