CAS(Compare-and-Swap),即比较并替换,是一种实现并发算法时常用到的技术,Java并发包中的很多类都使用了CAS技术。CAS也是现在面试经常问的问题,本文将深入的介绍CAS的原理。
◆ 说在前面的话 正如我开篇所说,我们要整理一些java并发编程的学习文档,这一篇就是第一篇:原子操作。主要说什么是原子操作,如何实现原子操作以及java中的原子操作类。 ◆ 开酒,满上 ◆ 什么是原子操作 什么是原子操作,所谓原子操作,就是一个操作是不能打断的操作。嗯.......确切的说应该是不被其他线程或者任务影响的操作。 没错,原子操作就是你在家里的一次上厕所的操作 >> 进厕所,上锁,执行操作..... 身心愉悦,开锁,离开..... 在程序中的体现就是一个线程在执行某个任务占用某个资源在操作的
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
汇编指令读写内存变量的过程我们称为read-modify-write,简称为RMW操作。也就是说,它们读写一个内存区域两次,第一次读取旧值,第二次写入新值。
Linux环境编程对于初学者来说,必须深刻理解重点概念才能更好地编写代码,实现业务功能,下面就几个重要的及常用的知识点进行说明。搞懂这几个概念后以免在将来的编码出现混淆。 系统调用 ❝所有的操作系统在其内核里都有一些内建的函数,这些函数可以用来完成一些系统级别的功能。在Linux系统使用的这样的函数叫做“系统调用”,英文是systemcall。这些函数代表了从用户空间到内核空间的一种转换。 ❞ 系统调用是Linux操作系统提供的服务,是编写应用程序与内核之间通信的接口,也就是我们所说的函数。相对于普通的函数
volatile 关键字常用在 DCL(Double Check Lock)单例模式中:
你无法优化代码;优化是针对特定的条件来实现的。当条件改变时,你的优化反而可能会变为瓶颈。这时仔细审查你对这些条件的假设,其中也许就蕴藏着解决方案的关键。
原子操作(atomic operation),不可分割的操作。其通过原子变量来实现,以保证单个CPU周期内,读写该变量,不能被打断,进而判断该变量的值,来解决并发引起的互斥。
"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized",这是多线程编程的老生常谈了。所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。
这个系列的文章里介绍了很多并发编程里经常用到的技术,除了Context、计时器、互斥锁还有通道外还有一种技术--原子操作在一些同步算法中会被用到。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。
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
原子操作就是在多线程程序中“最小的且不可并行化的”操作,意味着多个线程访问同一个资源时,有且仅有一个线程能对资源进行操作。通常情况下原子操作可以通过互斥的访问方式来保证,例如Linux下的互斥锁(mutex),Windows下的临界区(Critical Section)等。下面看一个Linux环境使用POSIX标准的pthread库实现多线程下的原子操作:
并发 是指在某一时间段内能够处理多个任务的能力,而 并行 是指同一时间能够处理多个任务的能力。并发和并行看起来很像,但实际上是有区别的,如下图(图片来源于网络):
原子操作可以保证正在进行的动作不被打断,即一旦开始,持续结束。对比互斥锁其优势在于,原子操作在C/C++的层面,是无锁操作,其既能解决并发问题又不会导致死锁。
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 。 C++11 中最重要的特性就是对线程进行支持了,使得 C++ 在 并行编程时不需要依赖第三方库 ,而且在原子操作中还引入了原子类的概念。要使用标准库中的线程,必须包含< thread > 头文件。
开放原子全球开源峰会是全球开源技术领域的盛会,汇集了来自世界各地的开发者、技术专家和行业领袖,旨在促进开源技术的合作与创新。作为一位参会者,我有幸亲身参与了这场峰会,深深感受到了英特尔在开源技术合作与产品创新方面的重要角色。
这篇文章,也是在解决我在java学习上的一些疑惑,堆、栈、堆栈,以及方法区、jvm虚拟机栈、本地方法栈,对于大学生的我,很是头疼,在学习jvm时候,学习到 jvm 结构模型,然后和之前看的JMM Java对象模型,是有区别的,有一次,碰到一个java是值传递还是引用传递,也用到了堆栈,总之很重要,想要对很多java知识的彻底理解,JMM是很重要的,然而大多是资料,怎么说,不讲人话,我是学一半就放弃,于是乎,就写本篇博客,一是方便自己复习巩固,二是帮助和我一样的小白,减少踩坑。文章可能有些长,但是一定很值得研究!
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
开发过程中,对于多线程多进程的并发和并行的几乎是编程不可避免的事情,特别在涉及对于数据进行修改或者添加的时候。这个时候就需要锁的出现,锁有多种类型,互斥锁,自旋锁。除了锁之外,我们还定义了原子操作,当然如果探究本质的话,原子操作也是有锁的,只不过是对汇编的操作锁。
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原子性这个概念,在多线程编程里是一个老生常谈的问题。 所谓的原子性表示一个或者多个操作,要么全部执行完, 要么一个也不执行。不能出现成功一部分失败一部分的情 况。在多线程中,如果多个线程同时更新一个共享变量,可能 会得到一个意料之外的值。比如 i=1 。A 线程更新 i+1 、 B 线程也更新 i+1。通过两个线程并行操作之后可能 i 的值不等于 3。而可能等 于 2。因为 A 和 B 在更新变量 i 的时候拿到的 i 可能都是 1 这就是一个典型的原子性问题。
原文链接:https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/10914162.html
多线程编程是多CPU系统在中应用最广泛的一种编程方式,在传统的多线程编程中,多线程之间一般用各种锁的机制来保证正确的对共享资源(share resources)进行访问和操作。
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:
“高并发 高性能 高可用”一直以来作为搬砖界用力搬砖的口号。由于CPU一次读取存储数据的长度有限,比如32bit的平台修改int64需要被拆分成两次写操作,更何况对于结构体的赋值,那么对于高并发场景下我们怎么才能保证数据的完整性和一致性呢?
多线程问题,一直是我们老生常谈的一个问题,在面试中也会被经常问到,如何去学习理解多线程,何为线程安全性,那么大家跟我的脚步一起来学习一下。
在多线程并发执行下,多个线程修改共享的成员变量,会出现一个线程修改了共享变量的值后,另一个线程不能直接看到修改后的变量的最新值。
在 C++ 开发中,“劫持 new” 是指重载全局 new 运算符,以便在动态内存分配时插入自定义逻辑。这可以用于多种目的,如日志记录、性能监控或调试信息、内存池管理、调试内存泄漏。
---上一篇文章我们详细的讲解了lseek函数的用法,其实还是那句话,在linux系统下,对于一个陌生的命令、函数、库函数,完全可以用man手册去查看,为了给大家了解一些基本的linux命令使用,这里
现在,我们已经知道了。在编写并发程序时,如果不谨慎,没有考虑清楚共享资源的访问方式和同步机制,那么就会发生竞态条件和数据竞争这些问题,那么如何避免踩坑?避免发生竞态条件和数据竞争的办法有哪些?请看下面:
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。
1. 简介 String是Redis最基本的类型,可以理解成与Memcached一模一样的类型,一个key对应一个value。 String类型是二进制安全的,意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。 String类型是Redis最基本的数据类型,一个Redis中字符串value最多可以是512M。 2. 常用命令 添加键值对 set <key> <value> [在这里插入图片描述] [在这里插入图片描述] set key value [EX seconds|PX
1.CAS(Compare And Swap,比较并交换),通常指的是这样一种原子操作:
有的CPU指令都支持CAS的原子操作,X86下对应的是 CMPXCHG 汇编指令。 大家应该还记得操作系统里面关于“原子操作”的概念,一个操作是原子的(atomic),如果这个操作所处的层(layer)的更高层不能发现其内部实现与结构。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。 CAS原子操作在维基百科中的代码描述如下: 1: int compare_and_swap(int* reg, int oldval, int newval) 2: { 3: ATOMIC(); 4: int old_reg_val = *reg; 5: if (old_reg_val == oldval) 6: *reg = newval; 7: END_ATOMIC(); 8: return old_reg_val; 9: }
读了第15章,大致感觉到了CAS的乐观锁特性。“锁”这个词太有意思了,你能体会到几个意思?
当一个线程更新了自己工作内存中的数据后,没有写到主内存,其他线程是不知道的。 (1)顺序一致性模型: 要求对改变的值立即进行传播, 并确保该值被所有其他线程接受后, 才能继续执行其他指令. (2) 释放一致性模型: 允许线程将改变的值延迟到锁释放时才进行传播.
正则应用广泛。不仅在Python语言中使用,其他语言也都在用,并且不同语言间的正则语法极为相似。同时主流操作系统,尤其linux系统的命令窗口中,也会经常使用到正则。还有,Python的常用包如Pandas,也经常遇到正则。
Object.values()省去了遍历key,并根据这些key获取value的步骤。
本系列参考: 学习开发一个RISC-V上的操作系统 - 汪辰 - 2021春 整理而来,主要作为xv6操作系统学习的一个前置基础。
内存顺序,通俗地讲,是关于代码编译成机器指令后的执行顺序问题。内存顺序和编译器、硬件架构密切相关。那为什么会产生内存顺序问题呢?有两方面原因: 一方面,编译器为了优化程序性能,不会完全按照开发者写的代码的顺序来生成机器指令; 另一方面,在程序运行时,为了提高性能,CPU也不完全按照程序的指令顺序执行,比如体系结构里经典的Tomasulo算法。
原子操作 通常我们代码中的a = a + 1这样的一行语句,翻译成汇编后蕴含着3条指令: ldr x0, &a add x0,x0,#1 str x0,&a 即 (1)从内存中读取a变量到X0寄存器 (2)X0寄存器加1 (3)将X0写入到内存a中 既然是3条指令,那么就有可能并发,也就意味着返回的结果可能不是预期的。 然后在linux kernel的操作系统中,提供访问原子变量的函数,用来解决上述问题。其中部分原子操作的API如下: atomic_read atomic_add_return(i,v) a
江湖传言「在任何规模、任何类型的服务器项目中,都存在一些最适合用Redis存储的数据。」
现如今,一个服务端应用程序几乎都会使用到多线程来提升服务性能,而目前服务端还是以linux系统为主。一个多线程的java应用,不管使用了什么样的同步机制,最终都要用JVM执行同步处理,而JVM本身也是linux上的一个进程,那么java应用的线程同步机制,可以说是对操作系统层面的同步机制的上层封装。这里我说的操作系统,主要是的非实时抢占式内核(non-PREEMPT_RT),并不讨论实时抢占式内核(PREEMPT_RT) 的问题,二者由于使用场景不同,因此同步机制也会存在差异或出现变化。
cmpxchg是X86比较交换指令,这个指令在各大底层系统实现的原子操作和各种同步原语中都有广泛的使用,比如linux内核,JVM,GCC编译器等,cmpxchg就是比较交换指令,了解cmpxchg之前先了解原子操作。
在看完《Java多线程编程核心技术》与《Java并发编程的艺术》之后,对于多线程的理解到了新的境界. 先拿如下的题目试试手把.
一般一个项目,主要有domain,dao,service,controller这几个层次,具体的真不清楚的话可以百度一下
很早就接触了volatile,但是并没有特别深入的去研究它,只有一个朦胧的概念,就是觉得用它来解决可见性的,但可见性又是什么呢?
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