简介 自旋锁： 它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。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。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。...实例分析 1.声明自旋锁结构体变量 #include …… struct driver_case_dev { …… #ifdef SPINLOCK_SUPPORT...这里的例子效果不是很明显，理想的是在open入口直接给上一个自旋锁，然后在release出口函数释放。但是自旋锁的缺点是在整个持锁过程中，会导致访问的进程阻塞，且本例期间会屏蔽中断。
2/用户态->内核态 在linux中，用户对设备的操作往往被抽象为对文件的操作。利用这一特性，可以通过注册和实现伪字符设备到内核，来实现用户进程和内核空间的交互。...>用户态 内核态中，可以完成对用户文件系统任意文件的访问。...因此，可以在内核态将要输出的信息写入文件，写入后用户态程序直接读取文件就可以完成从内核空间向用户空间的数据传递。...4/内核态用户态 proc文件系统，是当前内核或内核模块，和用户交互的主要方式，它通过将虚拟的文件系统挂载在/proc下，利用虚拟文件读写在用户和内核态间传递信息。...向内核中注册/proc下文件的调用是create_proc_entry 5/内核态用户态 netlink是一种特殊的socket，用于用户态与内核态的双向通讯。
每当一个进程被调度（schedule()）即将进入运行态时，Linux内核都要用该进程的PGD指针设置CR3（switch_mm()）。...*进程从用户态进入内核态不会引起CR3的改变但会引起堆栈的改变 5.8 Linux 系统中堆栈的使用方法 本节内容概要描述了Linux内核从开机引导到系统正常运行过程中对堆栈的使用方式。...当一个任务进入内核态运行时，就会使用其TSS段中给出的特权级0的堆栈指针tss.ss0、tss.esp0，即内核栈。原用户栈指针会被保存在内核栈中。而当从内核态返回用户态时，就会恢复使用用户态的堆栈。...5.8.2 任务的堆栈 每个任务都有两个堆栈，分别用于用户态和内核态程序的执行，并且分别称为用户态堆栈和内核态堆栈。...5.8.3 任务内核态堆栈与用户态堆栈之间的切换 在Linux 0.12系统中，所有中断服务程序都属于内核代码。
对于锁概念，我相信大家已经不陌生了，不论是实时嵌入式系统还是服务器上的操作系统，都使用了这个概念。所以对于锁的理解就不再赘述了。 自旋锁是设计用来在多核系统中工作的一种特殊锁。...如果内核控制路径发现自旋锁空闲，则申请加锁然后执行。相反，如果发现锁已经被其它CPU上的内核控制路径占用，它就会一直自旋，就是在循环查看锁是否已经释放，直到该锁被释放。...自旋锁的自旋过程就是一个忙等待的过程。也就是说，正在等待的内核控制路径正在浪费时间，因为什么也不干。...所以，自旋锁使用的场合就是，内核资源的占用时间一般比较短，且是多核系统的时候。...2 自旋锁结构实现 Linux内核系统中，自旋锁spinlock_t的实现主要使用了raw_spinlock_t结构，这个结构的实现，参考下面的代码： typedef struct raw_spinlock
自旋锁:竞争锁的失败的线程，并不会真实的在操作系统层面挂起等待，而是JVM会让线程做 几个空循环(基于预测在不久的将来就能获得)，在经过若干次循环后，如果可以获得锁，那么进入临界区，如果还不能获得锁，...适用场景:自旋锁可以减少线程的阻塞，这对于锁竞争不激烈，且占用锁时间非常短的代码块 来说，有较大的性能提升，因为自旋的消耗会小于线程阻塞挂起操作的消耗。...如果锁的竞争激烈，或者持有锁的线程需要长时间占用锁执行同步块，就不适合使用自旋锁 了，因为自旋锁在获取锁前一直都是占用cpu做无用功，线程自旋的消耗大于线程阻塞挂起操作的消耗，造成cpu的浪费。
自旋锁的具体描述，可以看这里： https://blog.csdn.net/zy010101/article/details/83869140 自旋锁适合于锁被持有的时间比较短的场合，这样能避免线程调度的时候花费的成本...正如前面文章中所述，自旋锁一般作为底层的PV原语来实现其它类型的锁。自旋锁在非抢占式调度中非常有用。...（不抢占，只能等待时间片用完，或者是） 自旋锁在用户层面而言，不被经常使用。APUE中这样写到自旋锁，从他的描述不难看出，不希望在用户层面使用自旋锁。...需要注意的是，pthread_spin_lock函数在获取锁之前一直处于自旋状态，直到获取锁为止；而pthread_spin_trylock函数如果不能获取锁，那么立即返回EBUSY错误，它不自旋。...试图对没有加锁的自旋锁进行解锁，结果是未定义的；如果当前线程已经获取了自旋锁并加锁，继续加锁的结果也是未定义的。这有可能引起永久自旋。
1.概要 自旋锁是一种多线程同步机制，用于保护共享资源免受并发访问的影响。自旋锁的原理是在多个线程尝试获取锁时，它们会一直自旋（即在一个循环中不断检查锁是否可用）而不是立即进入休眠状态等待锁的释放。...这种自旋的方式可以减少线程切换的开销，适用于短时间内锁的竞争情况。 基本原理： 自旋锁通常使用一个共享的标志位（例如，一个布尔值）来表示锁的状态。...如果一个线程尝试获取锁时发现标志位为true（即锁已被其他线程占用），它会在一个循环中不断自旋等待，直到锁被释放。 优点： 低延迟： 自旋锁适用于短时间内的锁竞争情况。...缺点： CPU资源浪费： 自旋锁会占用CPU资源，因为等待锁的线程会一直自旋，不断地检查锁的状态。在锁竞争激烈或锁的持有时间较长时，可能会浪费大量的CPU时间。...不适用于长时间等待： 自旋锁适用于短时间内的锁竞争，但不适合用于长时间等待锁的场景。如果一个线程持有锁的时间较长，等待锁的线程会一直自旋，造成大量的CPU资源浪费。
自旋锁：如果内核配置为SMP系统，自旋锁就按SMP系统上的要求来实现真正的自旋等待，但是对于UP系统，自旋锁仅做抢占和中断操作，没有实现真正的“自旋”。...所以我重新查找了关于自旋锁的资料，认真研究了自旋锁的实现和相关内容。 一、自旋锁spinlock的由来 众所周知，自旋锁最初就是为了SMP系统设计的，实现在多处理器情况下保护临界区。...所以在SMP系统中，自旋锁的实现是完整的本来面目。但是对于UP系统，自旋锁可以说是SMP版本的阉割版。因为只有在SMP系统中的自旋锁才需要真正“自旋”。...在Linux内核中，自旋锁通常用于包含内核数据结构的操作，你可以看到在许多内核数据结构中都嵌入有spinlock，这些大部分就是用于保证它自身被操作的原子性，在操作这样的结构体时都经历这样的过程：上锁-...这使UP系统和SMP类似，会出现内核态下的并发。
在这一篇中我们主要介绍第一种锁优化也就是自旋锁。 自旋锁 我们知道线程同步是用线程阻塞的方式来实现的。...所以为了解决上述问题，自旋锁一定有某种条件的限制，而不能让自旋锁一直等待下去。所以在虚拟机中有规定，自旋锁循环的次数默认是10次。...也就是说，如果当前线程在执行自旋循环时，如果超过了10次，那么当前线程将不在执行下去了，而是采用传统的方式，也就是暂停当前线程的执行。当然用户也可以自己配置自旋锁循环的次数。...自旋锁本质上只有一种，但虚拟机为了更好的优化锁于是在JDK 1.6中引入了自适应的自旋锁。自适应自旋锁的意思就是循环的次数不是上述所说的默认10次了。而是根据上一个线程获取到锁时它的自旋时间来决定的。...除此之外自适应自旋锁还会检测，如果发现对于某一个锁，自旋完成后很少成功的获得锁，那么在以后要获取这个锁时将尽可能的省略掉自旋的过程，以避免浪费处理器的资源。
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。...自旋是一种忙等待状态，过程中会一直消耗CPU的时间片。 为什么要用自旋锁 互斥锁有一个很大的缺点，即获取锁失败后线程会进入睡眠或阻塞状态，这个过程会涉及到用户态到内核态的调度，上下文切换的开销比较大。...自旋锁存在的问题 1、自旋锁一直占用CPU，在未获得锁的情况下，一直运行，如果不能在很短的时间内获得锁，会导致CPU效率降低。 2、试图递归地获得自旋锁会引起死锁。...递归程序决不能在持有自旋锁时调用它自己，也决不能在递归调用时试图获得相同的自旋锁。 由此可见，我们要慎重的使用自旋锁，自旋锁适合于锁使用者保持锁时间比较短并且锁竞争不激烈的情况。...正是由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短，因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的，自旋锁的效率远高于互斥锁。
目录 windows 驱动开发之自旋锁结构的使用 一丶自旋锁 1.1 简介 1.2 使用自旋锁 1.3 错误的用法 二丶 链表中使用自旋锁 2.1 简介 三丶队列自旋锁 3.1 简介 windows 驱动开发之自旋锁结构的使用...其实自旋锁就是用来限制多线程对同一数据资源的访问而设定的。 而内核中的自旋锁与Ring3层的临界区类似。 看看如何使用自旋锁吧。...1.2 使用自旋锁 初始化自旋锁 自旋锁是内核中提供的一种高IRQL的锁，用同步以独占的方式来访问某个资源。...我们定义一个自旋锁并且传入进去，他就会给我们进行初始化。 那么以后就是用这个值即可。 使用自旋锁 使用自旋锁分别使用以下两个函数即可。...所以在使用队列自旋锁的时候一定注意不要和自旋锁混用。 比如等待使用 自旋锁， 释放使用队列自旋锁。
内核态： 操作系统在内核态运行——运行操作系统程序 用户态： 应用程序只能在用户态运行——运行用户程序 当一个进程在执行用户自己的代码时处于用户运行态（用户态），此时特权级最低，为3级，...是普通的用户进程运行的特权级，大部分用户直接面对的程序都是运行在用户态。...Ring3状态不能访问Ring0的地址空间，包括代码和数据；当一个进程因为系统调用陷入内核代码中执行时处于内核运行态（内核态），此时特权级最高，为0级。...版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
Linux整体架构图 我们先来看一张Linux整体架构图。...根据不同的应用场景，不同的Linux发行版本提供的系统调用数量也不尽相同，大致在240-350之间。...Linux使用了Ring3级别运行用户态，Ring0作为 内核态，没有使用Ring1和Ring2。Ring3状态不能访问Ring0的地址空间，包括代码和数据。...Linux进程的4GB地址空间，3G-4G部分大家是共享的，是内核态的地址空间，这里存放在整个内核的代码和所有的内核模块，以及内核所维护的数据。...而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现，例如Linux的int 80h中断。
1 读/写自旋锁概念 自旋锁解决了多核系统在内核抢占模式下的数据共享问题。但是，这样的自旋锁一次只能一个内核控制路径使用，这严重影响了系统的并发性能。...为此，Linux内核提出了读/写自旋锁的概念。也就是说，没有内核控制路径修改共享数据的时候，多个内核控制路径可以同时读取它。...如果有内核控制路径想要修改这个数据结构，它就请求读/写自旋锁的写自旋锁，独占访问这个资源。这大大提高了系统的并发性能。...下面我们先以ARM体系解析一遍： arch_rwlock_t的定义： typedef struct { u32 lock; } arch_rwlock_t; 3 读写自旋锁API实现 请求写自旋锁...通过上面的分析可以看出，读写自旋锁使用bit31表示写自旋锁，bit30-0表示读自旋锁，对于读自旋锁而言，绰绰有余了。
CAS基于乐观锁思想来设计的，其不会引发阻塞，synchronize会导致阻塞。 原子类 java.util.concurrent.atomic包下的原子类都使用了CAS算法。...（1）volatile保证了可见性和有序性 （2）CAS保证了原子性，而且是无锁操作，提高了并发效率。...注意：从1、2步可以看CAS机制实现的锁是自旋锁，如果线程一直无法获取到锁，则一直自旋，不会阻塞 CAS和syncronized的比较 CAS线程不会阻塞，线程一致自旋 syncronized会阻塞线程...，会进行线程的上下文切换，会由用户态切换到内核态，切换前需要保存用户态的上下文，而内核态恢复到用户态，又需要恢复保存的上下文，非常消耗资源。...而并发量过高，会导致自旋重试耗费大量的CPU资源 发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/127875.html原文链接：https://javaforall.cn
一 内核态和用户态的区别 当进程执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核状态。此时处理器处于特权级最高的(0级)内核代码。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前的内核栈。...当进程执行用户自己的代码时，则称其处于用户态。即此时处理器在特权级最低的用户代码中运行。当正在执行用户程序而突然中断时，此时用户程序也可以象征性地处于进程的内核态。...Linux使用了Ring3级别运行用户态。Ring0作为内核态，没有使用Ring1和Ring2。Ring3不能访问Ring0的地址空间，包括代码和数量。...Linux进程的4GB空间，3G-4G部分大家是共享的，是内核态的地址空间，这里存放在整个内核代码和所有的内核模块，以及内核所维护的数据。...这样，用户态的程序就不能随意操作1内核地址空间，具有一定的安全保护作用 二 用户态和内核态的转换的3种方式 1.系统调用 这是用户进程主动要求切换到内核态的一种方式，用户进程通过系统调用申请操作系统提供的服务程序完成工作
一、 Unix/Linux的体系架构 如上图所示，从宏观上来看，Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态（或者用户空间和内核）。...Intel的X86架构的CPU提供了0到3四个特权级，数字越小，特权越高，Linux操作系统中主要采用了0和3两个特权级，分别对应的就是内核态和用户态。...很多程序开始时运行于用户态，但在执行的过程中，一些操作需要在内核权限下才能执行，这就涉及到一个从用户态切换到内核态的过程。...注意：系统调用的本质其实也是中断，相对于外围设备的硬中断，这种中断称为软中断，这是操作系统为用户特别开放的一种中断，如Linux int 80h中断。...三、总结 本文仅是从宏观的角度去理解Linux用户态和内核态的设计，并没有去深究它们的具体实现方式。从实现上来看，必须要考虑到的一点我想就是性能问题，因为用户态和内核态之间的切换也会消耗大量资源。
在操作员 AAA操作的过程中，操作员BBB 也读入此用户信息（ version=1version=1version=1），并从其帐户余额中扣除 100- balance=505050 ），提交至数据库更新...资源提交冲突，其他使用方需要重新读取资源，会增加读的次数，但是可以面对高并发场景，前提是如果出现提交失败，用户是可以接受的。因此一般乐观锁只用在高并发、多读少写的场景。...因此一般我们可以在并发量不是很大，并且出现并发情况导致的异常用户和系统都很难以接受的情况下，会选择悲观锁进行。 总结： CAS（比较并交换）是CPU指令级的操作，只有一步原子操作，所以非常快。...如果在获取自旋锁时，没有任何执行单元保持该锁，那么将立即得到锁； 如果在获取自旋锁时锁已经有保持者，那么获取锁操作将自旋在那里，一直去尝试获取锁，直到该自旋锁的保持者释放了锁。...正是由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短，因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的，自旋锁的效率远高于互斥锁。
一、 Unix/Linux的体系架构 如上图所示，从宏观上来看，Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态（或者用户空间和内核）。...Intel的X86架构的CPU提供了0到3四个特权级，数字越小，特权越高，Linux操作系统中主要采用了0和3两个特权级，分别对应的就是内核态和用户态。...很多程序开始时运行于用户态，但在执行的过程中，一些操作需要在内核权限下才能执行，这就涉及到一个从用户态切换到内核态的过程。...注意：系统调用的本质其实也是中断，相对于外围设备的硬中断，这种中断称为软中断，这是操作系统为用户特别开放的一种中断，如Linux int 80h中断。...三、总结 本文仅是从宏观的角度去理解Linux用户态和内核态的设计，并没有去深究它们的具体实现方式。
Unix/Linux的体系架构 如上图所示，从宏观上来看，Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态（或者用户空间和内核）。...Intel的X86架构的CPU提供了0到3四个特权级，数字越小，特权越高，Linux操作系统中主要采用了0和3两个特权级，分别对应的就是内核态和用户态。...很多程序开始时运行于用户态，但在执行的过程中，一些操作需要在内核权限下才能执行，这就涉及到一个从用户态切换到内核态的过程。...注意：系统调用的本质其实也是中断，相对于外围设备的硬中断，这种中断称为软中断，这是操作系统为用户特别开放的一种中断，如Linux int 80h中断。...最后总结 本文仅是从宏观的角度去理解Linux用户态和内核态的设计，并没有去深究它们的具体实现方式。从实现上来看，必须要考虑到的一点我想就是性能问题，因为用户态和内核态之间的切换也会消耗大量资源。
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