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。
进程信号是在操作系统中用于进程间通信和控制的一种机制。当一个进程接收到一个信号时,操作系统会做出相应的处理,例如终止进程、暂停进程等。在 Linux 中,进程信号被广泛应用于多种场景,例如进程间通信、异常处理、线程同步等。本文将详细介绍 Linux 进程信号的基本概念、信号类型、信号处理方式、信号传递机制以及如何使用进程信号进行进程间通信、异常处理等。
从 开发角度 看 , 基于 过程 结构 , 开发人员可以参与 整体 Linux 内核的开发过程 , 这是一个 开放式的结构 , 允许任何开发人员对其进行 修改 ;
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。
本文作为Android系统架构的开篇,起到提纲挈领的作用,从系统整体架构角度概要讲解Android系统的核心技术点,带领大家初探Android系统全貌以及内部运作机制。虽然Android系统非常庞大且错综复杂,需要具备全面的技术栈,但整体架构设计清晰。Android底层内核空间以Linux Kernel作为基石,上层用户空间由Native系统库、虚拟机运行环境、框架层组成,通过系统调用(Syscall)连通系统的内核空间与用户空间。对于用户空间主要采用C++和Java代码编写,通过JNI技术打通用户空间的Java层和Native层(C++/C),从而连通整个系统。
RCU , 英文全称是 " Read-Copy-Update “ , 对应的中文名称是 ” 读取-拷贝-更新 “ , 这是 Linux 内核中的 ” 同步机制 " ;
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。
RCU是Linux 2.6内核系统新的锁机制 RCU(Read-Copy Update)。参考:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-rcu/
进程与线程之间是有区别的,不过linux内核只提供了轻量进程的支持,未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念,而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
哈喽,我是子牙。十余年技术生涯,一路披荆斩棘从技术小白到技术总监到JVM专家到创业。技术栈如汇编、C语言、C++、Windows内核、Linux内核。特别喜欢研究虚拟机底层实现,对JVM有深入研究。分享的文章偏硬核,很硬的那种。
众所周知,硬实时的概念,其核心并非追求速度的极致,而是确保系统能在预定的、可重复的时间范围内给予确定的响应。这意味着,实时系统的正确性不仅在于计算逻辑的正确,更在于结果的产生时间是否符合预期。以汽车为例,当发生碰撞时,安全气囊必须在极短的时间内弹开,否则可能无法起到应有的保护作用。
Android系统庞大且错综复杂,今天小编将带领大家初探Android系统整体架构,一窥其全貌。
多线程调试的主要任务是准确及时地捕捉被调试程序线程状态的变化的事件,并且GDB针对根据捕捉到的事件做出相应的操作,其实最终的结果就是维护一根叫thread list的链表。上面的调试命令都是基于thread list链表来实现的,后面会有讲到。
线程同步可以说在日常开发中是用的很多,但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理。
近些年,随着互联网的大发展,高并发服务器技术也快速进步,从简单的循环服务器模型处理少量网络并发请求,演进到解决C10K,C10M问题的高并发服务器模型。本文结合自己的理解,主要以TCP为例,总结了几种常见的网络服务器模型的实现方式,优缺点,以及应用实例。
很久没有写技术文章了,做码农难,做养娃的码农更难,趁着娃看动画片的机会,受着王菲童鞋《我和我的祖国》歌唱精神的鼓舞,我要来说几句。
在上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】RCU 机制 ① ( RCU 机制简介 | RCU 机制的优势与弊端 | RCU 机制的链表应用场景 ) 中 , 分析了 RCU 机制的优势与弊端 ;
在去年结束的秋季招聘中,后台开发或服务器开发的岗位需求一度火热,甚至超过了算法岗。不少同学从诸神黄昏的算法岗战场上退下,转向更偏向工程能力的后台开发岗,从而造成后台开发岗位竞争的大爆发。
要理解第一个问题,得先从ACPI(高级配置与电源接口)说起,ACPI是一种规范(包含软件与硬件),用来供操作系统应用程序管理所有电源接口。
在上期,小E理解了什么是“时间管理大师”。实际上,这种将物理硬件分配给多个使用者的技术,叫做“时分复用”。计算机操作系统的任务调度模块,实质上提供的就是将CPU以“时分复用”的方式给不同任务使用的机制。
在本文中,传统UNIX fork之后,我给出传统的UNIX fork在Linux内核中的变体clone系统调用的精彩。
大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 引子 在编译2.6内核的时候,你会在编译选项中看到[*] Enable futex support这一项,上网查,有的资料会告诉你”不选这个内核不一定能正确的运行使用glibc的程序”,那futex是什么?和glibc又有什么关系呢? 1. 什么是Futex Futex 是Fast Userspace muTexes的缩写,由Hubertus Franke, Matthew Kirkwood, Ingo Molnar and Rusty Russell共同设计完成。几位都是linux领域的专家,其中可能Ingo Molnar大家更熟悉一些,毕竟是O(1)调度器和CFS的实现者。 Futex按英文翻译过来就是快速用户空间互斥体。其设计思想其实 不难理解,在传统的Unix系统中,System V IPC(inter process communication),如 semaphores, msgqueues, sockets还有文件锁机制(flock())等进程间同步机制都是对一个内核对象操作来完成的,这个内核对象对要同步的进程都是可见的,其提供了共享 的状态信息和原子操作。当进程间要同步的时候必须要通过系统调用(如semop())在内核中完成。可是经研究发现,很多同步是无竞争的,即某个进程进入 互斥区,到再从某个互斥区出来这段时间,常常是没有进程也要进这个互斥区或者请求同一同步变量的。但是在这种情况下,这个进程也要陷入内核去看看有没有人 和它竞争,退出的时侯还要陷入内核去看看有没有进程等待在同一同步变量上。这些不必要的系统调用(或者说内核陷入)造成了大量的性能开销。为了解决这个问 题,Futex就应运而生,Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。首先,同步的进程间通过mmap共享一段内存,futex变量就位于这段共享 的内存中且操作是原子的,当进程尝试进入互斥区或者退出互斥区的时候,先去查看共享内存中的futex变量,如果没有竞争发生,则只修改futex,而不 用再执行系统调用了。当通过访问futex变量告诉进程有竞争发生,则还是得执行系统调用去完成相应的处理(wait 或者 wake up)。简单的说,futex就是通过在用户态的检查,(motivation)如果了解到没有竞争就不用陷入内核了,大大提高了low-contention时候的效率。 Linux从2.5.7开始支持Futex。 2. Futex系统调用 Futex是一种用户态和内核态混合机制,所以需要两个部分合作完成,linux上提供了sys_futex系统调用,对进程竞争情况下的同步处理提供支持。 其原型和系统调用号为 #include <linux/futex.h> #include <sys/time.h> int futex (int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout,int *uaddr2, int val3); #define __NR_futex 240 虽然参数有点长,其实常用的就是前面三个,后面的timeout大家都能理解,其他的也常被ignore。 uaddr就是用户态下共享内存的地址,里面存放的是一个对齐的整型计数器。 op存放着操作类型。定义的有5中,这里我简单的介绍一下两种,剩下的感兴趣的自己去man futex FUTEX_WAIT: 原子性的检查uaddr中计数器的值是否为val,如果是则让进程休眠,直到FUTEX_WAKE或者超时(time-out)。也就是把进程挂到uaddr相对应的等待队列上去。 FUTEX_WAKE: 最多唤醒val个等待在uaddr上进程。 可见FUTEX_WAIT和FUTEX_WAKE只是用来挂起或者唤醒进程,当然这部分工作也只能在内核态下完成。有些人尝试着直接使用futex系统调 用来实现进程同步,并寄希望获得futex的性能优势,这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。futex同步机制还包括用户态 下的操作,我们将在下节提到。 3. Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始,首先创建一个futex同步变量,也就是位于共享内存的一个整型计数器。 当 进程尝试持有锁或者要进入互斥区的时候,对futex执行”down”操作,即原子性的给futex同步变量减1。如果同步变量变为0,则没有竞争发生, 进程照常执行。如果同步变量是个负数,则意味着有竞争发生,需要调用futex系统调用的futex_wait操作休眠当前进程。 当进程释放锁或 者要离开互斥区的时候,对futex进行”up”操作,
大家好,我是 Peter,昨天群里有小伙伴咨询page cache的问题,看到网上有篇不错的文章,分享给大家。如果大家有想看的内容,欢迎给我留言。
Linux内核可以看作一个服务进程(管理软硬件资源,响应用户进程的种种合理以及不合理的请求)。
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。
我们都知道Linux的IO模型有阻塞、非阻塞、SIGIO、多路复用(select,epoll)、AIO(异步I/O)等。
理解Linux内核最好预备的知识点 Linux内核的特点 Linux内核的任务 内核的组成部分 哪些地方用到了内核机制? Linux进程 Linux创建新进程的机制 Linux线程 内核线程 地址空间与特权级别 虚拟地址与物理地址 特权级别(Linux的两种状态) 系统调用 设备驱动程序、块设备和字符设备 网络 文件系统
线程同步可以说在日常开发中是用的很多, 但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。 本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理,最后分析java中同步机制如wait/notify, synchronized, ReentrantLock。
1、一切皆文件; 2、单一目的的小程序; 3、组合小程序完成复杂任务; 4、文本文件保存配置信息; 5、尽量避免捕获用户接口; 6、提供机制,而非策略。 自从Linux一诞生就注定了其成为经典的命运。 在 这个日异强调知识产权的年代,源代码仅仅只掌握在很少一部分人,只有他们参与其研发过程,这对于商 品化一种软件产品无疑是一件好事情。但是它却限制了大 多数想一探源码究竟的爱好者求索的步伐。开放源代码 给众多爱好者带来了福音,它让我们看到了一个全球协作的力量。不论你身在何处,只要你的PC可以连接上 Intern
最近在搞Linux下性能评测,在做CPU评测时发现了个有意思的现象,因为uos系统是自带系统监视器的,在对输入法进程检测时,发现其CPU占用率为1%:
第一次被问到这个问题的时候,就再想,为什么会问这问题呢? 回想了一遍关于Android Handler,Message, MessageQueue 和 Looper 的相关知识,才明白为什么会有这样的问题。
Linux线程里还支持一个围栏机制–也就是屏障功能。这个围栏机制,可以设置等待的线程数量,当指定数量的线程都到齐之后再全部唤醒—放行。它的的功能和它的名字是匹配的,就是围栏,就像在赛跑比赛场上,要进行比赛时,必须等待所有运动员都到齐全了,都到起跑线上了,然后一声令下,大家再一起跑出去。
前几天,读者群里有小伙伴提问:从进程创建后,到底是怎么进入我写的main函数的?
主流操作系统的线程模型有三种:内核线程模型、用户线程模型、混合线程模型,感兴趣的可以自己查阅相关资料 HotSpot虚拟机使用的是内核线程模型(Kernel-Level Thread, KLT):由操作系统内核(Kernel,下称内核)支持的线程,这种线程由内核来完成线程切换,一个线程对应一个内核线程,注意内核线程也是进程
好钢用在刀刃上。请朝着正确的方向用正确的方式努力,否则不要埋怨自己的勤奋得不到回报。
LinuxThreads 项目最初将多线程的概念引入了 Linux?,但是 LinuxThreads 并不遵守 POSIX 线程标准。尽管更新的 Native POSIX Thread Library(NPTL)库填补了一些空白,但是这仍然存在一些问题。本文为那些需要将自己的应用程序从 LinuxThreads 移植到 NPTL 上或者只是希望理解有何区别的开发人员介绍这两种 Linux 线程模型之间的区别。
大概就是,进程写文件(使用缓冲 IO)过程中,写一半的时候,进程发生了崩溃,会丢失数据吗?
进程是Unix操作系统最基本的抽象之一。一个进程就是处于执行期的程序(目标码存放在某种存储介质上)。但进程并不仅仅局限于一段可执行程序代码(Unix称其为代码段(textsection))。通常进程还要包含其他资源,像用来存放全局变量的数据段(text section)、打开的文件、挂起的信号等,当然还包含地址空间及一个 或几个执行线程(threads of execution)。
本人普通本科毕业,计算机专业,从事Android开发也有3年了。 2020年因为疫情的原因,整个互联网行业都进入了低谷期,许多公司都进行了裁员,而我所在的公司也不例外。就这样,我离开了工作了3年多的公司。开启了2020年的面试旅程。
今天要探讨的是最近不知道为什么突然间火起来的面试题:当JAVA程序出现OOM之后,程序还能正常被访问吗?答案是可以的,很多时候他并不会直接导致程序崩溃,而是JVM会抛出一个error,告知你程序内存溢出了。当然也要分操作系统。
对于一个操作系统来说,提供运行程序的能力是其本质,而在 Linux 中,轻量、相应快速的进程管理也是其优良特性之一。我会分两篇文章介绍 Linux 进程。这是第一篇,重点在于 Linux 进程的描述和生命周期,下一篇将介绍 Linux 下的进程调度。
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。
“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。
上图是一次binder调用的通信流程,Client是应用进程,Server是系统服务,应用进程通过binder调用请求系统服务,Client向binder驱动发送BC_Transaction指令,binder在收到该指令指令之后回向Client返回BR_Transaction_Complete指令,同时binder驱动会向系统服务发送BR_Transaction指令,并等待系统服务的处理,系统服务处理完成之后会向binder发送BC_Reply的回持,binder驱动在收到系统服务的回执之后,也会向系统服务发送BR_Transation_Complete的回执,同时向应用进程发送BR_Reply,将处理结果发送给应用进程。
Linux应用编程涉及到在Linux环境下开发和运行应用程序的一系列概念。以下是一些涵盖Linux应用编程的基本概念:
中断服务程序一般都是在中断请求关闭的条件下执行的,以避免嵌套而使中断控制复杂化。但是,中断是一个随机事件,它随时会到来,如果关中断的时间太长,CPU就不能及时响应其他的中断请求,从而造成中断的丢失。因此,Linux内核的目标就是尽可能快的处理完中断请求,尽其所能把更多的处理向后推迟。例如,假设一个数据块已经达到了网线,当中断控制器接受到这个中断请求信号时,Linux内核只是简单地标志数据到来了,然后让处理器恢复到它以前运行的状态,其余的处理稍后再进行(如把数据移入一个缓冲区,接受数据的进程就可以在缓冲区找到数据)。因此,内核把中断处理分为两部分:上半部(tophalf)和下半部(bottomhalf),上半部(就是中断服务程序)内核立即执行,而下半部(就是一些内核函数)留着稍后处理。
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
Linux内核的软中断("softirq")机制有些奇怪,在早期的Linux和处理机制下比较晦涩,且仅有极少的内核开发人员会直接接触软中断。然而它是内核的大多数重要处理的核心。在某些场景下,软中断会以一种不合时宜的方式出现。特别是内核的实时抢占补丁集经常会与软中断产生冲突,该补丁集的最新版本提供了一种解决产生软中断问题的方法,值得一看。
Libevent、libev、libuv三个网络库,都是c语言实现的异步事件库Asynchronousevent library)。
前面两篇文章我们总结了 Docker 背后使用的资源隔离技术 Linux namespace。 Docker 基础技术之 Linux namespace 详解 Docker 基础技术之 Linux namespace 源码分析 本篇将讨论另外一个技术——资源限额,这是由 Linux cgroups 来实现的。 cgroups 是 Linux 内核提供的一种机制,这种机制可以根据需求把一系列任务及子任务整合(或分隔)到按资源划分等级的不同组内,从而为系统资源管理提供一个统一的框架。(来自 《Docker
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