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。
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。
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
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。
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)。
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。
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
互斥锁在AQS的互斥锁与共享锁中已经做了详细介绍,一个锁一次只能由一个线程持有,其它线程则无法获得,除非已持有锁的线程释放了该锁。这里为什么提互斥锁呢?其实互斥锁和自旋锁都是实现同步的方案,最终实现的效果都是相同的,但它们对未获得锁的线程的处理方式却是不同的。对于互斥锁,当某个线程占有锁后,另外一个线程将进入阻塞状态。与互斥锁类似,自旋锁保证了公共数据在任意时刻最多只能由一条线程获取使用,不同的是在获取锁失败后自旋锁会采取自旋的处理方式。
讲自旋锁之前了解互斥锁 一个锁一次只能由一个线程持有,其它线程则无法获得,除非已持有锁的线程释放了该锁。
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。
并发与竞争是在多个线程、进程或中断访问共享资源时产生的。这个共享资源看着有点笼统,具体就是全局变量或者数组,经过总线访问的数据都有可能。
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。
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!。
概念:是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,:是指当一个线程在获取锁的时候,如果锁已经被其它线程获取,那么该线程将循环等待,然后不断的判断锁是否能够被成功获取,直到获取到锁才会退出循环.
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。
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:
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:
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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
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。
---- 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
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:
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。
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。
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
锁有多种分类形式,比如公平锁与非公平锁、可重入锁与非重入锁、独享锁与共享锁、乐观锁与悲观锁、互斥锁与读写锁、自旋锁、分段锁和偏向锁/轻量级锁/重量级锁。
自旋锁(Spinlock)是一种广泛运用的底层同步机制。自旋锁是一个互斥设备,它只有两个值:“锁定”和“解锁”。它通常实现为某个整数值中的某个位。希望获得某个特定锁得代码测试相关的位。如果锁可用,则“锁定”被设置,而代码继续进入临界区;相反,如果锁被其他人获得,则代码进入忙循环(而不是休眠,这也是自旋锁和一般锁的区别)并重复检查这个锁,直到该锁可用为止,这就是自旋的过程。“测试并设置位”的操作必须是原子的,这样,即使多个线程在给定时间自旋,也只有一个线程可获得该锁。
乐观锁是一种乐观思想,假定当前环境是读多写少,遇到并发写的概率比较低,读数据时认为别的线程不会正在进行修改(所以没有上锁)。写数据时,判断当前 与期望值是否相同,如果相同则进行更新(更新期间加锁,保证是原子性的)。
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:
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。
由以上介绍大概了解,自旋锁就是内核为防止临界区被多个进程同时访问出错的一种机制。其作用是保证临界区在任一时刻有且仅有一个进程访问。
https://blog.csdn.net/zy010101/article/details/83869140
自旋锁不管是内核编程,还是应用层编程都会用到;自旋锁和互斥量类似,它不是通过休眠使进程阻塞,而是在获取锁之前一直处于忙等(也就叫自旋)状态。
自旋锁与互斥锁类似,但是自旋锁不会引起调用者睡眠。如果自旋锁被其他执行单元保持,则调用者会一直循环等待保持者释放锁。
乐观锁和悲观锁并不是一种真实存在的锁,而是一种设计思想,乐观锁和悲观锁对于理解后端多线程和数据库来说至关重要,那么本篇文章就来详细探讨一下这两种锁的概念以及实现方式。
Linux 内核中的同步机制:原子操作、信号量、读写信号量、自旋锁的API、大内核锁、读写锁、大读者锁、RCU和顺序锁。 1、介绍 在现代操作系统里,同一时间可能有多个内核执行流在执行,即使单CPU内核也需要一些同步机制来同步不同执行单元对共享的数据的访问。 主流的Linux内核中的同步机制包括: 原子操作 信号量(semaphore) 读写信号量(rw_semaphore) 自旋锁spinlock 大内核锁BKL(Big Kernel Lock) 读写锁rwlock、 brlock(只包含在2.4内核中
相信需要了解这方面的知识的小伙伴,已经基本对进程间通信和线程间通信有了一定了解。例如,进程间通信的机制之一:共享内存(在这里不做详解):多个进程可同时访问同一块内存。如果不对访问这块内存的临界区进行互斥或者同步,那么进程的运行很可能出现一些不可预知的错误和结果。
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
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