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,因此内核其实像多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问,尤其是在多处理器系统上,更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问。在主流的Linux内核中包含了如下这些同步机制包括:
在Linux系统中,进程间的同步和通信是一个复杂而关键的话题。为了维护系统资源的正确访问和分配,Linux提供了多种同步机制,其中锁机制是其中之一。然而,当多个进程试图同时访问同一资源时,可能会出现死锁或竞争条件。为了有效地诊断和解决这些问题,Linux提供了lslocks命令,该命令可以显示系统上的活动锁信息,帮助系统管理员和开发者深入了解系统资源的使用情况。
前言:非常早之前就接触过同步这个概念了,可是一直都非常模糊。没有深入地学习了解过,最近有时间了,就花时间研习了一下《linux内核标准教程》和《深入linux设备驱动程序内核机制》这两本书的相关章节。趁刚看完,就把相关的内容总结一下。
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
Common Internet File System(CIFS)是一种在计算机之间共享文件的协议,旨在提供跨平台的文件和打印机共享。CIFS 最初由微软开发,作为 SMB(Server Message Block)协议的一种实现,用于在 Windows 操作系统之间进行文件和资源共享。CIFS 可以在不同的操作系统中实现,使得文件共享变得跨平台。
综述 在上一篇介绍了linux驱动的调试方法,这一篇介绍一下在驱动编程中会遇到的并发和竟态以及如何处理并发和竞争。 首先什么是并发与竟态呢?并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局、静态变量)的访问则容易导致竞态(race conditions)。可能导致并发和竟态的情况有: SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构。SMP是一种紧耦合、共享存储的系统模型,它的特点是多个CPU使用共同的系统总线
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。
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
多线程编程已经成为了现代软件开发的重要组成部分。对于Linux操作系统而言,多线程的支持和实现更是被广泛应用。本文将通过详细解析Linux操作系统中的多线程概念、线程的创建与管理、同步与互斥、线程间通信等方面,并结合示例代码,来深入探讨Linux的多线程编程。
自旋锁与互斥锁有点类似,只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。
加锁操作就是为特定对象设置一个标志位,然后通过使用锁机制(对象上存在标志位则不能改写,放弃加锁请求或等待锁释放后再进行操作)和释放锁(取消特定对象上被设置的标志位)
本专栏,用于记录我对Linux内核源码的学习,就像STL源码的那个专栏一样,我知道阅读源码对我的意义。 愿者上钩咯,共同进步。
这些问题我在面试的时候也经常问。你需要对这个Wait方法的内部机制有所了解才能回答上来。
同步原语是计算机科学中用于实现进程或线程之间同步的机制。它提供了一种方法来控制多个进程或线程的执行顺序,确保它们以一致的方式访问共享资源。
我其实并不想讨论微内核的概念,也并不擅长去阐述概念,这是百科全书的事,但无奈最近由于鸿蒙的发布导致这个话题过火,也就经不住诱惑,加上我又一直比较喜欢操作系统这个话题,就来个老生常谈吧。
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操作系统中的进程是指正在运行的程序的实例。每个进程都有自己的地址空间、数据和代码。进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
在计算机科学中,有一些经典的同步问题,读者-作家问题就是其中一个,该问题涉及多个并发线程试图同时访问同一共享资源的情况。
Linux:进程间通信(二.共享内存详细讲解以及小项目使用和相关指令、消息队列、信号量)
“为什么单线程的 Redis 能那么快?”通常说,Redis 是单线程,主要是指 Redis 的网络 IO 和键值对读写是由一个线程来完成的,这也是 Redis 对外提供键值存储服务的主要流程。但 Redis 的其他功能,比如持久化、异步删除、集群数据同步等,其实是由额外的线程执行的。
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每个进程的用户地址空间都是独立的,一般而言是不能互相访问的,但内核空间是每个进程都共享的, 所以进程之间要通信必须通过内核。
在多年前,linux还没有支持对称多处理器SMP的时候,避免并发数据访问相对简单。
Golang 语言天生支持并发,关于并发编程,Golang 语言还有一句口号:“不要通过共享内存进行通信;而是通过通信共享内存”。
在并发编程中,为了保证线程安全和数据一致性,Java提供了synchronized关键字来实现对共享资源的同步访问。synchronized关键字可以应用于方法和代码块,它在多线程环境下起到了重要的作用。本文将深入探讨synchronized的作用和原理,并给出相应的代码示例。
大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。CCriticalSection是对关键段CRITICAL_SECTION的封装。 关键段(critival section)是一小段代码,他在执行之前需要独占对一些共享资源的访问权。这种方式可以让多行代码以“原子方式”来对资源进行操控。这里的“原子方式”,指的是代码知道除了当前线程之外没有其他任何线程会同时访问该资源。当然,系统仍然可以暂停当前线程去调度其他线程。但是,在当前线程离开关键段之前,系统是不会去调度任何想要访问同一资源的其他线程的。 例如:如果两
在上一部分,我们讨论了最基本常见的几类同步机制,这一部分我们将讨论相对复杂的几种同步机制,尤其是读写信号量和RCU,在操作系统内核中有相当广泛的应用。
访问资源在安全的前提下,具有一定的顺序性,就叫做同步。在多道程序系统中,由于资源有限,进程或线程之间可能产生冲突。同步机制就是为了解决这些冲突,保证进程或线程之间能够按照既定的顺序访问共享资源。同步机制有助于避免竞态条件和死锁(deadlock)等问题,确保系统的稳定性和可靠性。
mutex,一句话:保护共享资源。典型的例子就是买票:票是共享资源,现在有两个线程同时过来买票。如果你不用mutex在线程里把票锁住,那么就可能出现“把同一张票卖给两个不同的人(线程)”的情况(保证对票的处理是具有原子性)。我想这个不需要多解释了。
在计算机科学领域,多线程编程是一种重要的技术,用于实现并发执行和提高程序性能。Python作为一门广泛使用的编程语言,在多线程编程方面也有着强大的支持。本文将详细介绍Python中多线程编程的原理和实践,帮助读者更好地理解和应用这一技术。
本文介绍了另一种进程间通信——system V,主要介绍了共享内存,消息队列、信号量,当然消息队列了信号量并非重点,简单了解即可。
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。
在上一篇文章中,我们探讨了进程间通信的三种常见机制:管道、消息队列和共享内存。我们了解到,这些机制各有其特点和适用场景,可以根据实际需求选择合适的机制进行进程间通信。然而,进程间通信并不仅限于这三种方式。
线程间的同步是指多个线程之间协调和控制彼此的执行顺序,以确保数据的一致性和正确性。常见的线程间同步的方式包括:
(图片来自 Wikipedia 词条 Caerlaverock Castle : https://en.wikipedia.org/wiki/Caerlaverock_Castle )
在Go语言的并发编程中,正确地管理和同步各个并发执行的部分是至关重要的。Go语言的sync包提供了多种工具来帮助开发者控制并发,其中两个非常重要的同步工具是WaitGroup和Mutex。本文将深入分析这两种机制的工作原理、使用场景以及它们之间的区别和联系。
Golang是一种非常适合并发编程的语言,因为它提供了许多强大的工具来帮助我们在高度并发的环境中编写代码。在这篇文章中,我们将重点讨论Mutex、WaitGroup和Semaphore的使用,以便读者更好地理解Golang的并发编程。
多线程编程是一种利用操作系统的多任务处理机制,以实现程序并发执行的编程模型。在Linux环境下,使用线程可以充分利用多核处理器的优势,提高程序的性能。然而,多线程编程涉及到共享资源的访问,需要特别注意资源同步问题,以避免竞态条件和数据不一致性。
Race Condition(竞争条件)是C语言中常见且复杂的并发编程错误之一。它通常在多个线程或进程并发访问共享资源时发生,且对共享资源的访问顺序未被正确控制。这种错误会导致程序行为不可预测,可能引发数据损坏、死锁,甚至安全漏洞。本文将详细介绍Race Condition的产生原因,提供多种解决方案,并通过实例代码演示如何有效避免和解决此类错误。
Single Threaded Execution 有时也会被称之为 临界区。表示 临界区 内的代码同一时间内只允许一个线程执行,这个模式是并发编程的基础,对应 Java 中也就是同步代码块 synchronized,或其他显式锁 lock。
结果面试过程只花了 5 分钟就结束了,面完的时候,天还是依然是亮的,还得在烈日下奔波 1 小时回去。
如果线程1,申请锁成功,进入临界区,正在访问临界资源。此时其它进程真正阻塞等待。那么问题来了,这时该线程是否可以被切换?答案是肯定的,可以被切换。 当持有锁的线程被切换走时,它是抱着锁一起被切走的。即使该线程被切换掉,其它线程此时也无法申请锁,只能等待该线程将锁释放掉。 因此,对于其它线程而言,有意义的锁的状态只有两种:1.锁被申请前、2.锁被释放后。 在其它线程眼中,当前线程持有锁的过程就是原子的(要么持有,要么不持有)。
Samba最大的功能就是可以用于Linux与windows系统直接的文件共享和打印共享,Samba既可以用于windows与Linux之间的文件共享,也可以用于Linux与Linux之间的资源共享,由于NFS(网络文件系统)可以很好的完成Linux与Linux之间的数据共享,因而 Samba较多的用在了Linux与windows之间的数据共享上面。
从本篇文章开始,我们将一起探讨 Go 语言自带标准库中一些比较核心的代码包。这会涉及这些代码包的标准用法、使用禁忌、背后原理以及周边的知识。
之前看过一段时间Android property源码,发现其中对共享内存的使用方式挺优秀,对于实际的工作开发也有借鉴意义。于是乎参考其设计思想,个人用C++也完成一篇共享内存的使用代码。共享内存的使用可参考进程间通信 共享内存, 本篇记录一种比较优雅的共享内存使用方式。
Semaphore是用来保护一个或者多个共享资源的访问,Semaphore内部维护了一个计数器,其值为可以访问的共享资源的个数。一个线程要访问共享资源,先获得信号量,如果信号量的计数器值大于1,意味着有共享资源可以访问,则使其计数器值减去1,再访问共享资源。
这两天看进程的同步与通信,看了几本书上的介绍,也从网上搜了很多资料,越看越迷惑,被这几个问题搞得很纠结。
我们通常说的Redis单线程,主要是指:Redis 6.0 之前版本的 网络I/O 和 键值对读写 是由一个线程来完成的。
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