实时分为硬实时和软实时,硬实时要求绝对保证响应时间不超过期限,如果超过期限,会造成灾难性的后果,例如汽车在发生碰撞事故时必须快速展开安全气囊;软实时只需尽力使响应时间不超过期限,如果偶尔超过期限,不会造成灾难性的后果.
实时系统要求对事件的响应时间不能超过规定的期限,响应时间是指从某个事件发生到负责处理这个事件的进程处理完成的时间间隔,最大响应时间应该是确定的、可以预测的。
在面向进程设计的系统中,进程(process)是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。 进程是程序(指令和数据)的真正运行实例。用户下达运行程序的命令后,就会产生进程。同一程序可产生多个进程(一对多关系),以允许同时有多位用户运行同一程序,却不会相冲突。
各位好,今天是我们并发篇正式开始的第一篇,既然我们大家学习并发,那么就要理解一些计算机概念最好,否则,知道怎么用而不知道名称是啥,概念含糊不清,以及不知道怎么设计的,假如今天你突然换 go 语言,设计个并发还是不会。我们要学的是并发思想,在Java 中的思想,一通则百通,而不是背代码,切记切记。
并发编程是当前软件领域中不可忽视的一个关键概念。随着CPU等硬件的不断发展,我们都渴望让我们的程序运行速度更快、更快。而Go语言在语言层面天生支持并发,充分利用现代CPU的多核优势,这也是Go语言能够广泛流行的一个重要原因。
I/O 密集型应用、计算密集型应用应该用什么实现?进程、内核线程、用户态线程、协程它们的原理和应用场景又是什么?如何组合它们才能让机器性能达到最优?它们的死锁和竞态又是什么?如何清晰地表示它们之间的关系?希望读完本文后,能帮您解答这些疑惑!
如果程序直接引用物理地址,可能导致内存只能使用一个程序。因为其他程序也运行的话,可能会直接占用前一个程序的物理地址。
例如,用户运行自己的程序,系统就创建一个进程,并为它分配资源,包括各种表格、内存空间、磁盘空间、I/O设备等。
Go分为数据类型分为值类型和引用类型,其中值类型是 int、float、string、bool、struct和array,它们直接存储值,分配栈的内存空间,它们被函数调用完之后会释放;引用类型是 slice、map、chan和值类型对应的指针 它们存储是一个地址(或者理解为指针),指针指向内存中真正存储数据的首地址,内存通常在堆分配,通过GC回收。
并行: 并行是指两者同时执行,比如赛跑,两个人都在不停的往前跑;(资源够用,比如三个线程,四核的CPU )
并发指的是同时进行多个任务的程序,Web处理请求,读写处理操作,I/O操作都可以充分利用并发增长处理速度,随着网络的普及,并发操作逐渐不可或缺
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
进程同步:在多道程序环境下,进程是并发执行的,不同进程之间存在着不同的相互制约关系。
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。
铺垫 在Java SE 1.5之前,多线程并发中,synchronized一直都是一个元老级关键字,而且给人的一贯印象就是一个比较重的锁。 为此,在Java SE 1.6之后,这个关键字被做了很多的优化,从而让以往的“重量级锁”变得不再那么重。 synchronized主要有两种使用方法,一种是代码块,一种关键字写在方法上。 这两种用法底层究竟是怎么实现的呢?在1.6之前是怎么实现的呢? 字节码实现原理 在java语言中存在两种内建的synchronized语法:1、synchronized语句;2、s
现在的程序基本是很多个线程.不想以前一样.而进程和线程的关系就是 一对多的关系.
桔妹导读:死锁是多线程和分布式程序中常见的一种严重问题。死锁是毁灭性的,一旦发生,系统很难或者几乎不可能恢复;死锁是随机的,只有满足特定条件才会发生,而如果条件复杂,虽然发生概率很低,但是一旦发生就非常难重现和调试。使用锁而产生的死锁是死锁中的一种常见情况。Linux 内核使用 Lockdep 工具来检测和特别是预测锁的死锁场景。然而,目前 Lockdep 只支持处理互斥锁,不支持更为复杂的读写锁,尤其是递归读锁(Recursive-read lock)。因此,Lockdep 既会出现由读写锁引起的假阳性预测错误,也会出现假阴性预测错误。
该文章的大部分内容都是翻译自是黑莓 10 实时操作系统 QNX Neutrino 的开发手册,该手册不仅详细地阐述了 BlackBerry 10 OS 的原理以及 OS 的体系结构,还描述了其 QNX Neutrino 微内核的详细信息 (包括进程线程、多和处理、网络架构、文件系统等...非常完整..)。
本操作系统专栏,是小程在学操作系统的过程中的第一步,是在学习操作系统的笔记的前提下,加上自己的心得,以及资料的搜集,共同整合而成。小程在学习过程中,难免疏漏,希望各位前辈批评指正。
lab7 会依赖 lab1~lab6 ,我们需要把做的 lab1~lab6 的代码填到 lab7 中缺失的位置上面。练习 0 就是一个工具的利用。这里我使用的是 Linux 下的系统已预装好的 Meld Diff Viewer 工具。和 lab6 操作流程一样,我们只需要将已经完成的 lab1~lab6 与待完成的 lab7 (由于 lab7 是基于 lab1~lab6 基础上完成的,所以这里只需要导入 lab6 )分别导入进来,然后点击 compare 就行了。
futex全称是fast user-space locking,也就是快速用户空间锁,在linux下使用C语言写多线程程序时,在需要线程同步的地方会经常使用pthread_mutex_lock()函数对临界区进行加锁,如果加锁失败线程就会挂起,这就是互斥锁。但是pthread_mutex_lock并不是立即进行系统调用,而是首先在用户态进行CAS操作,判断其它线程是否已经获取了锁,如果锁被其它线程获取了,再进行系统调用sys_futex(),将当前线程挂起。futex可以用在多线程程序中,也可以用在多进程程序中。互斥变量是一个32位的值。
互斥锁是实现传统重入互斥体的内核对象。互斥锁允许多个线程通过确保对资源的互斥访问来安全地共享相关的硬件或软件资源。
先了解一下操作系统的一些相关概念,大部分操作系统(如Windows、Linux)的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式,也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务,每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片,任务正在执行时的状态叫运行状态,任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务,被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行,由于CPU的执行效率非常高,时间片非常短,在各个任务之间快速地切换,给人的感觉就是多个任务在“同时进行”,这也就是我们所说的并发(并发简单来说多个任务同时执行)。
典型的UNIX系统都支持一个进程创建多个线程(thread)。在Linux进程基础中提到,Linux以进程为单位组织操作,Linux中的线程也都基于进程。尽管实现方式有异于其它的UNIX系统,但Linux的多线程在逻辑和使用上与真正的多线程并没有差别。 多线程 我们先来看一下什么是多线程。在Linux从程序到进程中,我们看到了一个程序在内存中的表示。这个程序的整个运行过程中,只有一个控制权的存在。当函数被调用的时候,该函数获得控制权,成为激活(active)函数,然后运行该函数中的指令。与此同时,其它的函数
Linux 内核提供了一个遵守上面语义的旗标实现, 尽管术语有些不同. 为使用旗标, 内核 代码必须包含 <asm/semaphore.h>. 相关的类型是 struct semaphore; 实际旗标可以用 几种方法来声明和初始化. 一种是直接创建一个旗标, 接着使用 sema_init 来设定它:
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内核死锁问题一般是读写锁(rw_semaphore)和互斥锁(mutex)引起的,本文主要讲如何通过ramdump+crash工具来分析这类死锁问题。
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。
在jdk1.0时代,要终止一个Java线程,可以使用Thread提供的stop()和destroy()等方法,但这些方法在jdk1.4之后就已经不推荐使用了,原因是这些方法会强行关闭当前线程,并解锁当前线程已经持有的所有监视器(互斥锁、共享锁),这会导致被这些监视器保护的数据对象处于不一致的状态,其它线程可以查看到这些不一致状态的数据对象,从而导致各种不可预知的错误。
线程(thread)技术早在60年代就被提出,但真正应用多线程到操作系统中去,是在80年代中期,solaris是这方面的佼佼者。传统的Unix也支持线程的概念,但是在一个进程(process)中只允许有一个线程,这样多线程就意味着多进程。现在,多线程技术已经被许多操作系统所支持,包括Windows/NT,当然,也包括Linux。 为什么有了进程的概念后,还要再引入线程呢?使用多线程到底有哪些好处?什么的系统应该选用多线程?我们首先必须回答这些问题。 使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常”节俭”的多任务操作方式。我们知道,在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种”昂贵”的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计,总的说来,一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右,当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别。 使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。当然,数据的共享也带来其他一些问题,有的变量不能同时被两个线程所修改,有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击,这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。 除了以上所说的优点外,不和进程比较,多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式,当然有以下的优点: 1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义,当一个操作耗时很长时,整个系统都会等待这个操作,此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作,而使用多线程技术,将耗时长的操作(time consuming)置于一个新的线程,可以避免这种尴尬的情况。 2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。 3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。 下面我们先来尝试编写一个简单的多线程程序。
进程在多数早期多任务操作系统中是执行工作的基本单元。进程是包含程序指令和相关资源的集合,每个进程和其他进程一起参与调度,竞争 CPU 、内存等系统资源。每次进程切换,都存在进程资源的保存和恢复动作,这称为上下文切换。进程的引入可以解决多用户支持的问题,但是多进程系统也在如下方面产生了新的问题:进程频繁切换引起的额外开销可能会严重影响系统性能。
面试中经常会被问到高性能服务模型选择对比,以及如何提高服务性能和处理能力,这其中涉及操作系统软件和计算机硬件知识,其实都是在考察候选人的基础知识掌握程度,但如果没准备的话容易一头雾水,这次带大家从头到尾学习一遍,学完这一篇再也不怕面试官刨根问底了!
---- 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
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。
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:
楼主本来是要继续写服务器并发的,但是后续的服务器相关点都和进程线程联系在一起,所以先把进程线程相关内容写完吧! 这次只写进程线程的概述,实际操作后续博文逐一代码实现。 进程同步or进程通信/线程同步or线程通信? 这两组概念迷惑我至今,网上和书籍对这个的描述也是爱用啥用啥的感觉,今天又重新理了一遍。 什么是同步:同步就是数据保持一致,无论是进程还是线程,都是实现了代码执行流程的分支,多个分支同时进行。多个分支互不干扰,但是又有些数据需要共享,让这些数据对所有分支保持一致即为同步。 什么是
Go语言的并发通过 goroutine 实现。 goroutine 类似于线程,属于用户态的线程,我们可以根据需要创建成千上万个 goroutine 并发工作。 goroutine 是由Go语言的运行时(runtine)调度完成,而线程是由操作系统调度完成的。
在Java 1.5之前,多线程并发中,synchronized一直都是一个元老级关键字,而且给人的一贯印象就是一个比较重的锁。为此,在Java 1.6之后,这个关键字被做了很多的优化,从而让以往的“重量级锁”变得不再那么重。
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。
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。
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。
进程(Process)是计算机进行系统分配和调度的基本单位,为使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念。而实现进程并发和调度的关键是进程控制块-PCB(Process Control Block),那PCB是什么呢,而其工作原理是什么样的呢?
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。
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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:
文章主要介绍了在Linux系统中,如何利用自旋锁来实现线程之间的同步和互斥。主要包括了自旋锁的定义、工作原理、使用方式和注意事项,并通过实例介绍了如何在C语言中实现自旋锁。
说明:本篇博客整理自文末的多篇参考博客(每篇博客各有侧重)。本文结合源码对Unsafe的park和unpark方法进行了完整全面的梳理,并对部分参考博客中存在的错误描述进行说明。
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