Proper locking can be tough—real tough. Improper locking can result in random crashes and other oddities. Poorly designed locking can result in code that is hard to read, performs poorly and makes your fellow kernel developers cringe. In this article, I explain why kernel code requires locking, provide general rules for proper kernel locking semantics and then outline the various locking primitives in the Linux kernel.
除了原子操作,中断屏蔽,自旋锁以及自旋锁的衍生锁之外,在Linux内核中还存在着一些其他同步互斥的手段。
我们在Linux信号基础中已经说明,信号可以看作一种粗糙的进程间通信(IPC, interprocess communication)的方式,用以向进程封闭的内存空间传递信息。为了让进程间传递更多的信息量,我们需要其他的进程间通信方式。这些进程间通信方式可以分为两种: 管道(PIPE)机制。在Linux文本流中,我们提到可以使用管道将一个进程的输出和另一个进程的输入连接起来,从而利用文件操作API来管理进程间通信。在shell中,我们经常利用管道将多个进程连接在一起,从而让各个进程协作,实现复杂的功能。 传
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:
Ansible Semaphore是一个适配Ansible(自动化运维工具)的现代UI,使用纯Go语言现实。UI界面是使用Vue.js和Vuetify构建。
对于基础类型操作,使用原子变量就可以做到线程安全,那原子操作是如何保证线程安全的呢?linux中的原子变量如下:
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):
突然间发现zabbix 挂了,咋发现的呢?报警的世界突然安静了,你就会觉得不妥了。这是运维人员的通病,有报警嫌烦,没报警心里会不安。 1,图形界面上确实显示zabbix server is not running 2,排查zabbix server 日志 tail /var/log/zabbix/zabbix_server.log 发现有如下报警:
信号量(英语:semaphore)又称为信号标,是一个同步对象,用于保持在0至指定最大值之间的一个计数值。当线程完成一次对该semaphore对象的等待(wait)时,该计数值减一;当线程完成一次对semaphore对象的释放(release)时,计数值加一。当计数值为0,则线程等待该semaphore对象不再能成功直至该semaphore对象变成signaled状态。semaphore对象的计数值大于0,为signaled状态;计数值等于0,为nonsignaled状态.
zabbix_agentd [10555]: cannot create Semaphore: [28] No space left on device
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。
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,
# define RWSEM_ACTIVE_MASK 0xffffffffL
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。
要深入理解Linux内核中的同步与互斥的实现,需要先了解一下内联汇编:在C函数中使用汇编代码。
实际上就是解释ucore的哲学家就餐怎么实现的,内核级别的信号量怎么实现的,之后给出自己关于用户级别的信号量的设计方案,比较两者异同。
前言 之前在springboot项目启动不报错,但一启动就断开连接问题排查实录一文中,留了一个小尾巴。即如何在springboot项目中不引入web包,也能实现项目启动后,后台能不停止,能一直运行?答
PlatformData 是管理线程中,不同系统中的数据。这里只看linux系统。只保存了线程id。
1.假设p1先执行,执行到p(s), s-=1, 此时s=-1<0,进程阻塞,主动放弃cpu使用权,cpu调度执行p2,执行p2的具体任务,然后进行v(s),,s+=1,s=0,p2执行完毕。cpu调度继续执行p1,此时s=0,p1被唤醒,因此就达到了先执行p2后执行p1的同步关系。 2.假设p2先执行,首先执行具体的代码,然后进行v(s),s+=1,s=1>0,然后p2执行完毕。cpu调度执行p1,p1首先p(s),s-=1,s=0,然后执行具体的代码。同样也达到了先执行p2后执行p1的同步关系。 二.Linux下信号量实现同步,线程2先执行输出"hello",线程1后执行输出"world\n"的功能
项目中遇到一个bug,因为接入了几家越狱平台:91、同步推、PP助手,在设备上安装了三个应用,启用其中任意一个,另外二个启动后无法创建发送socket消息,从而导致游戏直接死在登录那里,再次点击登录时线程才会被唤醒(无法发送的原因定位到,是因为在调用sem_post方法后无法将线程唤醒)。之后我尝试将信号量改为条件变量,就再也没有遇到那个问题了。具体改写的几个方法:
信号量(Semaphore) 一个同步对象,用于保持在0至指定最大值之间的一个计数值。 当线程完成一次对该semaphore对象的等待(wait)时,该计数值减一 当线程完成一次对semaphore对象的释放(release)时,计数值加一 当计数值为0,则线程等待该semaphore对象不再能成功直至该semaphore对象变成signaled状态。 semaphore对象的计数值大于0,为signaled状态 计数值等于0,为nonsignaled状态 semaphore对象适用于控制一个仅支持有限个
Google 在 Cloud Next’19 上发布了基于 Docker 容器的的 Serverless 新方案。目前可以肯定的是,这是 Serverless 的重要进步——在 Cloud Run 上进行部署比在 Kubernetes 上运行容器简单多了。而且和 Lambda 不同,这一方案没有语言绑定的问题。
信号量的概念参见这里。 与消息队列和共享内存一样,信号量集也有自己的数据结构: struct semid_ds { struct ipc_perm sem_perm; /* Ownership a
想必各位读者在看了昨天的文章分享之后,大概对线程有了一个比较清楚的认识了,但是昨天讲的东西过于纯理论化,所以在昨天的基础上,今天我们就来进行实战演练,做到活学活用,废话不多说,直接开干吧。
并发相关的缺陷是最容易制造的,也是最难找到的,为了响应现代硬件和应用程序的需求,Linux 内核已经发展到同时处理更多事情的时代。这种变革使得内核性能及伸缩性得到了相当大的提高,然而也极大提高了内核编程的复杂性。
信号量,或称信号灯,其原理是一种数据操作锁的概念,本身不具备数据交换的功能,它负责协调各个进程,保证保证两个或多个关键代码段不被并发调用,确保公共资源的合理使用。信号量分为单值和多值两种。
之前lz说后续会继续做SQLite的操作,在lz做版本swift版本操作SQLite过程中遇到了多线程访问的问题,今天就给大家梳理一下其中对共享数据多线程操作中的?,或者是iOS开发中的几种?甚至这些
简单点儿说,cosocket 是全双工的,如果同一个 lua handler 有一个读线程和一个写线程的话,那么它们可以同时操作一个 cosocket 对象,但是如果两个线程一起读或者写一个 cosocket 对象的话,那么会触发「socket busy」错误。
作者:Vamei 出处:http://www.cnblogs.com/vamei 欢迎转载,也请保留这段声明。谢谢! Python主要通过标准库中的threading包来实现多线程。在当今网络时代,每个服务器都会接收到大量的请求。服务器可以利用多线程的方式来处理这些请求,以提高对网络端口的读写效率。Python是一种网络服务器的后台工作语言 (比如豆瓣网),所以多线程也就很自然被Python语言支持。 (关于多线程的原理和C实现方法,请参考我之前写的Linux多线程与同步,要了解race condition
ipcrm命令用于删除指定ID的IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)对象,包括消息队列(message queue)、共享内存(shared memory)和信号量(semaphore),同时将与IPC对象关联的数据一并删除,只有超级用户或IPC对象创建者能够删除。
共享变量:multiprocessing.Value 共享数组:multiprocessing.Array
driver.js 是一个轻量级、无依赖的纯 JavaScript 引擎,用于引导用户在页面上聚焦。该项目解决了如何在网页上引导用户关注核心要素的问题。
Semaphore概述 信号量:它是不同进程或者一个给定进程内部不同线程间同步的机制 二值信号量:值为0或者1,与互斥锁类似,资源可用时,值为1,不可用时,值为0 计数信号灯:值在0到n之间。用来统计资源,其值代表可用资源数 等待操作:等待信号灯的值变为大于0,然后将其减1;而释放操作则相反,用来唤醒等待资源的进程或者线程 System V 信号灯(进程同步):是一个或者多个信号灯的一个集合。其中的每一个都是单独的计数信号灯。而Posix信号灯(线程同步)指的是单个计数信号灯 System V 信号灯由内核
上两篇文章中,我们详细介绍了 Python 中的两种线程同步方式 — 锁与条件对象。 Python 线程同步(一) — 竞争条件与线程锁 python 线程同步(二) — 条件对象
从 Go 1.5 版本的自举(即用 Go 语言编写程序来实现 Go 语言自身),到 Go 1.7 版本的极速 GC(也称垃圾回收器),再到 2018 年 2 月发布的 Go 1.10 版本对其自带工具的全面升级,以及可预见的后续版本关键特性(比如用来做程序依赖管理的go mod命令),这一切都令我们欢欣鼓舞。Go 语言在一步步走向辉煌的同时,显然已经成为软件工程师们最喜爱的编程语言之一。
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:
Linux 内核中的同步机制:原子操作、信号量、读写信号量、自旋锁的API、大内核锁、读写锁、大读者锁、RCU和顺序锁。 1、介绍 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,即使单CPU内核也需要一些同步机制来同步不同执行单元对共享的数据的访问。 主流的Linux内核中的同步机制包括: 原子操作 信号量(semaphore) 读写信号量(rw_semaphore) 自旋锁spinlock 大内核锁BKL(Big Kernel Lock) 读写锁rwlock、 brlock(只包含在2.4内核中
在计算机科学和软件工程中,多线程编程是一项关键技能,尤其在当今多核处理器和高并发应用程序的背景下显得尤为重要。本文将全面探讨Linux环境下的线程编程,涵盖基本概念、线程创建与管理、线程同步、性能优化以及实际应用,通过详细的C++示例代码帮助读者深入理解并掌握这一技术。
①实现生产者—消费者问题的模拟,以便更好的理解此经典进程同步问题。生产者-消费者问题是典型的PV操作问题,假设系统中有一个比较大的缓冲池,生产者的任务是只要缓冲池未满就可以将生产出的产品放入其中,而消费者的任务是只要缓冲池未空就可以从缓冲池中拿走产品。缓冲池被占用时,任何进程都不能访问。
最近打算做一批日历给亲朋好友,但是从 iPhone 上导出的照片格式是 HEIC 格式,而商家的在线制作网站不支持这种图片格式
进程间通信 转自 https://www.cnblogs.com/LUO77/p/5816326.html
该问题发生于centos7内核3.10.0-693.1.1.el7.x86_64,源码部分分析也来自该版本内核。
多线程编程是一种利用操作系统的多任务处理机制,以实现程序并发执行的编程模型。在Linux环境下,使用线程可以充分利用多核处理器的优势,提高程序的性能。然而,多线程编程涉及到共享资源的访问,需要特别注意资源同步问题,以避免竞态条件和数据不一致性。
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。
管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道除了具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信。
在过去的两年里,腾讯科恩实验室对特斯拉汽车的安全性进行了深入的研究并在Black Hat 2017与Black Hat 2018安全会议上两次公开分享了我们的研究成果。我们的研究成果覆盖了车载系统的多个组件。我们展示了如何攻入到特斯拉汽车的CID、IC、网关以及自动驾驶模块。这一过程利用了内核、浏览器、MCU固件、UDS协议及OTA更新过程中的多个漏洞。值得注意的是,最近我们在自动驾驶模块上做了一些有趣的工作。我们分析了自动雨刷和车道识别功能的具体实现细节并且在真实的世界中对其中的缺陷进行了攻击尝试。
Python主要通过标准库中的threading包来实现多线程。在当今网络时代,每个服务器都会接收到大量的请求。服务器可以利用多线程的方式来处理这些请求,以提高对网络端口的读写效率。Python是一种网络服务器的后台工作语言 (比如豆瓣网),所以多线程也就很自然被Python语言支持。
1、信号量的定义: struct semaphore { spinlock_t lock; unsigned int count; struct list_head wait_list; }; 在linux中,信号量用上述结构体表示,我们可以通过该结构体定义一个信号量。 2、信号量的初始化: 可用void sema_init(struct semaphore *sem, int val);直接创建,其中val为信号量初值。也可以用两个宏来定义和初始化信号量的值为1或0: DECLAR
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