一、读写锁是什么？...读写锁其实还是一种锁，是给一段临界区代码加锁，但是此加锁是在进行写操作的时候才会互斥，而在进行读的时候是可以共享的进行访问临界区的 ps：读写锁本质上是一种自旋锁 二、为什么需要读写锁？...读写之间是互斥的—–>读的时候写阻塞，写的时候读阻塞，而且读和写在竞争锁的时候，写会优先得到锁 四、自旋锁&挂起等待是锁？...1.自旋锁 自旋锁是在发生获取不到锁的时候，会直接等待，不会被CPU直接调度走，而是会一直等到获取到锁，因为此锁是一直的在等待，所以不会有调度的开销，故此锁的效率比挂起等待锁的效率高，但是此锁会因不停的查看锁的释放情况...，故会浪费更多的CPU资源 2.挂起等待锁 挂起等待锁是当某线程在执行临界区的代码时，那其他线程只能挂起等待，此时这些线程会被CPU调度走，等到锁释放（即就是临界区的代码被之前的那个线程已经执行完毕
下面分别是作用于临界区、CPU、内存、cache的各种锁的归纳： 一、atomic原子变量/spinlock自旋锁 — —CPU 既然是锁CPU，那就都是针对多核处理器或多CPU处理器。...使用实例如下： #include // 定义自旋锁 spinlock_t my_lock; void my_function(void) { spin_lock...多 CPU 间存在内存乱序访问的情况。 内存屏障就是让编译器或CPU对内存的访问有序。...而且，实际上很多线程同步机制，都在底层有内存屏障作为支撑，比如原子锁和自旋锁都是依赖CPU提供的CAS操作实现。...read_lock(&rt_hash_lock); ... read_unlock(&rt_hash_lock); 内存管理：内核锁用于保护内存管理的数据结构，如页表、内存映射等，以避免多个进程同时访问它们而导致错误
/proc/cpuinfo——CPU详细信息 /proc/meminfo——内存相关信息 /proc/version——版本信息 /proc/sys/fs/file-max——系统中能同时打开的文件总数...设置锁、和同步设置锁。...读写锁，或是解锁。...(); flock_set(fd, F_UNLCK); //解锁 getchar(); close(fd); return 0; } 写锁是排他性的，文件上了写锁，就会阻止其他程序的写锁与读锁...读锁可以多个程序对同一文件上读锁，除此之外其他情况也会失败(阻止其他程序的读锁与写锁)。
文件锁基本概念 Linux中软件、硬件资源都是文件（一切皆文件），文件在多用户环境中是可共享的。...文件锁是用于解决资源的共享使用的一种机制：当多个用户需要共享一个文件时，Linux通常采用的方法是给文件上锁，来避免共享的资源产生竞争的状态。...文件锁包括建议性锁和强制性锁： 建议性锁：要求每个使用上锁文件的进程都要检查是否有锁存在，并且尊重已有的锁。在一般情况下，内核和系统都不使用建议性锁，它们依靠程序员遵守这个规定。...在Linux中，实现文件上锁的函数有lockf()和fcntl() lockf()用于对文件施加建议性锁 fcntl()不仅可以施加建议性锁，还可以施加强制锁。...fcntl()还能对文件的某一记录上锁，也就是记录锁。 记录锁又可分为读取锁和写入锁，其中读取锁又称为共享锁，它能够使多个进程都能在文件的同一部分建立读取锁。
一、文件锁的分类： 翻阅参考资料，你会发现文件锁可以进行很多的分类，最常见的主要有读锁与写锁，前者也叫共享锁，后者也叫排斥锁，值得注意的是，多个读锁之间是不会相互干扰的，多个进程可以在同一时刻对同一个文件加读锁...；但是，如果已经有一个进程对该文件加了写锁，那么其他进程则不能对该文件加读锁或者写锁，直到这个进程将写锁释放，因此可以总结为：对于同一个文件而言，它可以同时拥有多个读者，但是在某一时刻，他只能拥有一个写者...根据内核行为来分，文件锁可以分成劝告锁与强制锁两大类： 1....二、文件锁相关的系统调用： 目前跟文件加锁相关的系统调用主要有两个： flock与fcntl, 二者在应用范围方面也存在着一些差别，早起的flock函数只能处理劝告锁，在Linux...2.6版本中将其功能扩充至强制锁，另外 flock函数只能对整个文件加锁，不能加记录锁，而fcntl函数则不仅完全支持加劝告锁与强制锁，还支持记录锁，另外因为它符合POSIX标准，具有很好的可移植性。
读写锁 与互斥量类似，但读写锁允许更高的并行性。其特性为：写独占，读共享。 读写锁状态： 一把读写锁具备三种状态： 1. 读模式下加锁状态 (读锁) 2. 写模式下加锁状态 (写锁) 3....不加锁状态 读写锁特性： 1. 读写锁是“写模式加锁”时， 解锁前，所有对该锁加锁的线程都会被阻塞。 2....那么读写锁会阻塞随后的读模式锁请求。优先满足写模式锁。读锁、写锁并行阻塞，写锁优先级高 读写锁也叫共享-独占锁。当读写锁以读模式锁住时，它是以共享模式锁住的；当它以写模式锁住时，它是以独占模式锁住的。...读写锁非常适合于对数据结构读的次数远大于写的情况。...函数 以读方式请求读写锁。
但是，当Linux物理内存超过1G时，线性访问机制就不够用了，因为只能有1G的内存可以被映射，剩余的物理内存无法被内核管理，所以，为了解决这一问题，Linux把内核地址分为线性区和非线性区两部分，线性区规定最大为...DMA Zone通常很小，只有几十M，低端内存区与高端内存区的划分来源于Linux内核空间大小的限制。...因此，Linux 规定“内核直接映射空间” 最多映射 896M 物理内存。...1G) 2.3 Linux内核高端内存的理解 前 面我们解释了高端内存的由来。...4 页框管理 4.1 页框管理 Linux采用4KB页框大小作为标准的内存分配单元。
移除交换空间 ---- 概念 内存管理是Linux系统重要的组成部分。...为了解决内存紧缺的问题，Linux引入了虚拟内存的概念。为了解决快速存取，引入了缓存机制、交换机制等。...当需要用到原始内容时，这些信息会被重新从交换空间读入物理内存。 Linux的内存管理采取的是分页存取机制。...要深入了解Linux内存运行机制，需要知道下面提到的几个方面。 首先，Linux系统会不时地进行页面交换操作，以保持尽可能多的空闲物理内存。...其次，Linux进行页面交换是有条件的，不是所有页面在不用时都交换到虚拟内存中，Linux内核根据“最近最经常使用”算法，仅仅将一些不经常使用的页面文件交换到虚拟内存中。
在Linux系统中，通常采用“文件锁”的方式，当某个进程独占资源的时候，该资源被锁定，其他进程无法访问，这样就解决了共享资源的竞争问题。 文件锁包括建议性锁（又名“协同锁”）和强制性锁两种。...建议性锁要求每个相关进程访问文件的时候检查是否已经有锁存在并尊重当前的锁。一般情况下不建议使用建议性锁，因为无法保证每个进程都能自动检测是否有锁，Linux内核与系统总体上都坚持不使用建议性锁。...在Linux内核提供的系统调用中，实现文件上锁的函数有lockf()和fcntl()，其中lockf()用于对文件加建议性锁，这里不再讲解。fcntl()函数既可以加建议性锁，也可以加强制性锁。...同时，fcntl()还能对文件某部分上记录锁。所谓记录锁，其实就是字节范围锁，它能锁定文件内某个特定区域，当然也可锁定整个文件。 记录锁又分为读锁和写锁两种。...其中读锁又称为共享锁，它用来防止进程读取的文件记录被更改。记录内可设置多个读锁，但当有一个读锁存在的时候就不能在该记录区域设置写锁。
CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大....因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....因此linux内核把物理内存按照CPU节点划分为不同的node, 每个node作为某个cpu结点的本地内存, 而作为其他CPU节点的远程内存, 而UMA结构下, 则任务系统中只存在一个内存node, 这样对于...* 哪调用node_start_pfn，node_present_pages，node_spanned_pages相关的代码时，需要使用该锁。...-3.x~4.x的实现 node_data内存节点数组 在新的linux3.x~linux4.x的内核中，内核移除了pg_data_t的pgdat_next之指针域, 同时也删除了pgdat_list链表
1 Linux如何描述物理内存 Linux把物理内存划分为三个层次来管理 层次 描述 存储节点(Node) CPU被划分为多个节点(node), 内存则被分簇, 每个CPU对应一个本地物理内存, 即一个...内存中的每个节点都是由pg_data_t描述,而pg_data_t由struct pglist_data定义而来, 该数据结构定义在include/linux/mmzone.h, line 615, 每个结点关联到系统中的一个处理器...简单来说, 页是一个数据块, 可以存放在任何页框(内存中)或者磁盘(被交换至交换分区)中 我们今天就来详细讲解一下linux下物理页帧的描述 2 页帧 内核把物理页作为内存管理的基本单位....因此在后来linux-2.4.x的更新中, 删除了这个字段, 取而代之的是page->flags的最高ZONE_SHIFT位和NODE_SHIFT位, 存储了其所在zone和node在内存区域表zone_table...3.2 内存页标识pageflags 其中最后一个flag用于标识page的状态, 这些状态由枚举常量enum pageflags定义, 定义在include/linux/page-flags.h?
2 (N)UMA模型中linux内存的机构 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大. 因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....Linux内核通过插入一些兼容层, 使得不同体系结构的差异很好的被隐藏起来, 内核对一致和非一致内存访问使用相同的数据结构 2.1 (N)UMA模型中linux内存的机构 非一致存储器访问(NUMA)模式下...而内存管理的其他地方则认为他们就是在处理一个(伪)NUMA系统. 2.2 Linux物理内存的组织形式 Linux把物理内存划分为三个层次来管理 层次 描述 存储节点(Node) CPU被划分为多个节点..., 我们会在后面典型架构(x86)上内存区域划分详细讲解x86_32上的内存区域划分 因此Linux内核对不同区域的内存需要采用不同的管理方式和映射方式, 为了解决这些制约条件，Linux使用了三种区:...2.6 高端内存 由于能够被Linux内核直接访问的ZONE_NORMAL区域的内存空间也是有限的，所以LINUX提出了高端内存（High memory）的概念，并且允许对高端内存的访问
), 他们都通过typedef被重定义为zone_t类型 zone对象用于跟踪诸如页面使用情况的统计数, 空闲区域信息和锁信息 里面保存着内存使用状态信息，如page使用统计, 未使用的内存区域，...互斥访问的锁（LOCKS）等. 4.1 struct zone管理域数据结构 struct zone在linux/mmzone.h中定义, 在linux-4.7的内核中可以使用include/linux...每个CPU维护一个page list，避免自旋锁的冲突。...因此使用锁可以防止他们彼此干扰, 避免错误和不一致的问题....高速缓冲分为行, 每一行负责不同的内存区.内核使用ZONE_PADDING宏生成”填充”字段添加到结构中, 以确保每个自旋锁处于自身的缓存行中 ZONE_PADDING宏定义在include/linux
CAS（Compare-and-Swap），如无锁栈，无锁队列等待 解析： 一、RCU 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/ 众所周知，为了保护共享数据,需要一些同步机制,如自旋锁(spinlock)，读写锁...但是随着计算机硬件的快速发展，获得这种锁的开销相对于CPU的速度在成倍地增加，原因很简单，CPU的速度与访问内存的速度差距越来越大，而这种锁使用了原子操作指令，它需要原子地访问内存，也就说获得锁的开销与访存速度相关...RCU并不是新的锁机制，它只是对Linux内核而言是新的。...二、CAS 参考：透过 Linux 内核看无锁编程 非阻塞型同步的三种方案： Wait-free Wait-free 是指任意线程的任何操作都可以在有限步之内结束，而不用关心其它线程的执行速度。
作者：范健 导语： 共享内存无锁队列是老调重弹了，相关的实现网上都能找到很多。但看了公司内外的很多实现，都有不少的问题，于是自己做了重新实现。...主要是考虑了一些异常情况加强健壮性，并且考虑了C++11的内存模型。 为什么需要共享内存无锁队列？...又因为业务模块可能是多线程模式也可能是多进程模式，所以队列应该是在共享内存中。 简单的做法是，对队列的读写都加锁，但这样无疑会导致高并发下性能瓶颈就在这把锁上。所以我们需要无锁队列。...看了公司内外很多版本的无锁队列实现，多多少少都有些问题，所以自己重新实现了一个版本。 环形数组 大部分无锁队列都是用环形数组实现的，简单高效，这里也不例外。...共享内存 另外一个值得一提的点是，共享内存我使用mmap，而非shmget。因为担心一台机器上部署的程序太多，可能出现共享内存key冲突的情况。
本篇介绍 本篇介绍下Linux的内存管理，用系统角度看内存的寻址和分配机制。 内容介绍 内存管理应该是系统中最难的模块之一了，而且历史也悠久，就先来简单回顾下。...分页机制可以完全避免内存碎片问题么？ 公布下答案： 的确有分页机制就可以完全不需要分段机制，目前linux是在分段的基础上实现了分页，这个也有考虑到是兼容性问题。...; /* for /proc/PID/auxv */ struct percpu_counter rss_stat[NR_MM_COUNTERS]; struct linux_binfmt...mmap流程如下： image.png 缺页异常 linux 是在不得不使用物理内存的时候才会分配物理内存。这句话该怎么理解呢？...因此看到物理可用内存不足并不表示需要换物理内存条了。
Linux运行一段时间之后，内存会越来越多，导致内存不够用，需要释放一下内存才行 echo "1" > /proc/sys/vm/drop_caches 说明，释放前最好sync一下，防止丢数据。...因为LINUX的内核机制，一般情况下不需要特意去释放已经使用的cache。这些cache起来的内容可以增加文件以及的读写速度。...再用free -m 命令查看一下，剩余的内存 如果没有什么效果，可以使用 echo "2" > /proc/sys/vm/drop_caches 或者 echo "3" > /proc/sys/vm/drop_caches
查看Linux内存使用情况 free -m Linux内存清理：绝大多数情况下都不需要此操作，因为cache的内存在需要的时候是可以自动释放的～ 最好先sync几次，再清理内存，有下面三个级别，数值越大清理越彻底...1 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 更多内存清理的介绍参见转载的文章...：http://www.cnblogs.com/jyzhao/articles/3999185.html Linux共享内存 ipcs -a 查看内存条数 dmidecode | grep -A16 "
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。 1、并发和竞态 并发（Concurrency）：指的是多个执行单元同时、并行的被执行。...常见的互斥机制包括：中断屏蔽，原子操作，自旋锁，信号量，互斥体等。...3.2.1 多CPU之间 处理器为了解决多核之间，一个CPU的行为对另一个CPU可见的情况，ARM处理器引入了内存屏障指令： DMB（数据内存屏障），保证在该指令前的所有指令，内存访问完成，再去访问该指令之后的访存动作...3.2.2 单CPU内部 在单CPU中，我们常遇到访问外设寄存器时，某些外设寄存器就对读写顺序有很高的要求，为了避免执行乱序的发生，这时候就需要CPU的一些内存屏障指令了。...4、总结 由上文可知，为了解决 并发导致的竞态问题 高性能的编译器编译乱序问题 高性能的CPU带来的执行乱序问题 CPU和ARM处理器提供的内存屏障指令等，这也是内核锁存在的意义。
操作系统内存管理包括物理内存管理和虚拟内存管理： 我们这篇主要介绍Linux的虚拟内存管理。...物理内存管理在另外一篇：《操作系统内存管理(思维导图详解)》 1、程序的进程在内存的数据结构 一.Linux 进程在内存数据结构 ---- 1、存储（没有调入内存）阶段： 可以看到一个可执行程序在存储...Linux仅把可执行映像的一小部分 装入物理 内存． 当需要访问未装入的页面时 ． 系统产生一个缺页中断 ， 把需要的页读入 物理内存。 ...把页装入物理内存。 · 五.swap对换空间 ---- 32位Linux系统的每个进程可以有4 GB的虚拟 内存空间 ．...例如：32位Linux的每个用户进程都可以访问4GB的线性地址空间， 而实际的物理内存可能远远少于4GB． 采用分页机制 ，Linux仅把可执行映像的一小部分装入物理内存．
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
即时通信 IM
ICP备案
对象存储
实时音视频
