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。
综述 在上一篇介绍了linux驱动的调试方法,这一篇介绍一下在驱动编程中会遇到的并发和竟态以及如何处理并发和竞争。 首先什么是并发与竟态呢?并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局、静态变量)的访问则容易导致竞态(race conditions)。可能导致并发和竟态的情况有: SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构。SMP是一种紧耦合、共享存储的系统模型,它的特点是多个CPU使用共同的系统总线
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
funcA先执行,再执行funcB。或者 funcB先执行,再执行funcA。 上述无论那个先执行,结果都是2。没有什么多说的。
本文介绍了原子变量以及其在并发编程中的应用,包括原子变量的定义、使用方式、原理以及其在实际中的应用案例。同时,还对比了原子变量和synchronized关键字的区别,并分析了在多线程环境下使用原子变量的优势。
原子变量最主要的一个特点就是所有的操作都是原子的,synchronized关键字也可以做到对变量的原子操作。只是synchronized的成本相对较高,需要获取锁对象,释放锁对象,如果不能获取到锁,还需要阻塞在阻塞队列上进行等待。而如果单单只是为了解决对变量的原子操作,建议使用原子变量。关于原子变量的介绍,主要涉及以下内容:
在多线程应用程序中,线程安全是一个非常重要的概念。线程安全是指当多个线程访问共享资源时,程序仍能正确地工作并保持一致状态。
本次分享我们来共同探讨JUC包中一些有意思的类,包含AtomicLong & LongAdder,ThreadLocalRandom原理。
熟悉jdk的人都知道,从jdk1.5开始引入了并发包,旨在对于java内置锁synchronized解决不了或者不适用的场景提供一种更优的解决方案。
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。
前文中曾经对比同步方法的内置锁相比和显式锁,来说明它们各自的优势,但是无论是内置说还是显式锁,其本质都是通过加锁来维护多线程安全。
在并发编程中,CAS算法和原子变量是实现并发控制的关键技术之一。本文将详细介绍CAS算法和原子变量的原理、使用方法和注意事项,包括它们的优点、缺点和适用范围。同时,本文还将利用代码案例介绍如何使用CAS算法和原子变量来解决并发问题。
原子变量同步是内存模型中最让人感到困惑的地方.原子(atomic)变量的主要作用就是同步多线程间的共享内存访问,一般来讲,某个线程会创建一些数据,然后给原子变量设置标志数值(译注:此处的原子变量类似于一个flag);其他线程则读取这个原子变量,当发现其数值变为了标志数值之后,之前线程中的共享数据就应该已经创建完成并且可以在当前线程中进行读取了.不同的内存同步模式标识了线程间数据共享机制的"强弱"程度,富有经验的程序员可以使用"较弱"的同步模式来提高程序的执行效率.
从本节开始,我们探讨Java并发工具包java.util.concurrent中的内容,本节先介绍最基本的原子变量及其背后的原理和思维。 原子变量 什么是原子变量?为什么需要它们呢? 在理解synchronized一节,我们介绍过一个Counter类,使用synchronized关键字保证原子更新操作,代码如下: public class Counter { private int count; public synchronized void incr(){ coun
题外话:最近忙于产品,公众号好久没有更新了,等忙过了这段时间再继续分析go的runtime代码及其它一些优秀的源代码,所以在此先把几年前发于知乎专栏的一篇文章(有部分修改)搬到公众号,这篇文章虽然是以java/c为例对原子操作及原子变量进行的说明,但万变不离其宗, 编程领域中的很多知识都是相通的,所以这里介绍的概念以及技术细节很容易迁移到其它语言之中。
原子类型std::atomic<T>可以使用类型做为模板,为了方便大家的使用C++11中内置了整型的原子变量。使用原子变量就不需要和互斥量配合使用,使用后的代码将更加简洁。下面的代码使用原子变量实现整型数值的自增操作。
我们可以保证打印的global一定是2*20000000吗?答案是否定的。那为什么呢?
java.util.concurrent并发编程包是专门为Java并发编程设计的,其中设计的类主要分为以下几部分: 显式锁 原子变量 线程池 并发容器 同步工具类 1、显式锁 显式锁相关内容可以看这篇
原文链接:https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/10914162.html
上一篇讲到,jdk1.5引入了并发包,java.util.concurrent.atomic包下有很多原子变量的操作类,但是基本都存在一个问题,ABA问题,也就是并发场景下原子变量被修改了,然后又被改回来,线程再做CAS计算的时候无法感知当前的原子变量的内容已经不是当初的内容了,只是单纯的比较值是否相等无法满足一些特定的业务场景。当然Doug Lea大神也考虑到了这个问题,于是就引入了AtomicStampedReference和AtomicMarkableReference,接下来就AtomicStampedReference的原理和用法做一下详细的介绍。
本文主要讲在Java并发编程的时候,如果保证变量的原子性,在JDK提供的类中式怎么保证变量原子性的呢?。对应Java中的包是:java.util.concurrent.atomic包下。因为涉及到了CAS算法,需要对CAS算法讲解及CAS算法三个问题怎么解决以及和Synchroized比较。文章比较长,所以就分为上下两个篇幅讲解。本文是上篇《Java并发之原子变量及CAS算法-上篇》
最近群里聊到了Memory Order相关知识,恰好自己对这块的理解是模糊的、无序的,所以借助本文,重新整理下相关知识。
官人们好啊,我是汤圆,今天给大家带来的是《线程的安全性 - 并发基础篇》,希望有所帮助,谢谢
ThreadLocalRandom类是JDK 7在JUC包下新增的随机数生成器,它弥补了Random类在多线程下的缺陷。我们这里主要讲解为何要在JUC下新增该类,以及该类的实现原理。
保证线程安全是 Java 并发编程必须要解决的重要问题。Java 从原子性、可见性、有序性这三大特性入手,确保多线程的数据一致性。
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。
最近群里聊到了Memory Order相关知识,恰好自己对这块的理解是模糊的、不成体系的,所以借助本文,重新整理下相关知识。
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。
ThreadLocalRandom类是JDK7在JUC包下新增的随机数生成器,它解决了Random类在多线程下多个线程竞争内部唯一的原子性种子变量而导致大量线程自旋重试的不足。本节首先讲解下Random类的实现原理已经它在多线程下使用的局限性,然后引入ThreadLocalRandom类,通过讲解ThreadLocalRandom的实现原理来说明ThreadLocalRandom是如何解决的Random类的不足。
在上一篇中我们讲述了关于多线程并发,导致共享属性在内存不可见的问题。以及使用 volatile 关键字设置共享属性,使其在多线程并发中内存可见。
之前在学习的时候也看过AtomicInteger类很多次了,一直没有去做相关的笔记。现在遇到问题了,于是就过来写写笔记,并希望在学习的过程中解决掉问题。
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项目描述:简易互斥锁(SimpleMutex)是一个基于原子变量和信号量的互斥锁实现,用于保护并管理多线程环境下的共享资源访问。它提供了一种简单而有效的方式来确保在多线程并发访问时,只有一个线程可以同时访问受保护的资源,从而避免数据竞争和不一致性。基于 POSIX 标准的信号量库实现,包含 Catch2 单元测试,附带了基于 Catch2 框架的单元测试,用于验证互斥锁的正确性和稳定性,使用bazel编译,google编码规范。
前边一篇《聊一聊限流》讲述了限流的原理和应用场景,以及两种常用的限流算法,此篇将详细讲一下限流的技术实现。由于现在的系统架构大多都变成了分布式架构,而非传统的单机架构,限流也就分成了两个粒度,单机限流和分布式限流,所谓单机限流也就是jvm级别限流,是请求已经进入了具体某一台服务器上了采取的一种限流方式和自我保护措施,而分布式限流主要是对客户端请求的一种管控,在应用入口层对请求做的一种访问限制,两种限流方式的区别在于限流的作用时机和控制粒度,分布式限流主要是在应用入口拦截,控制的是服务器集群的访问(比如nginx代理层限流),单机限流大多是在接口访问
在开始分析库存扣减方案之前,首先有几个概念需要明确,因为本篇分析就是在此思想的基础上得出的解决方案. 那就是CAS和幂等,下边逐个做简要解释: 1.CAS CAS全称是Compare And Set,是java最底层的一种操作,jvm提供了unsafe类与物理机内存打交道,其原理 就是"比较赋值",重要的有点事比较和赋值有严格的顺序关系,并且比较成立才会赋值. java并发包中的原子操作类和重入锁都使用的CAS,下面拿AtomicInteger中的一段代码举例分析: 12345678910111213 /*
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。
在我们深入了解CAS(Compare And Swap)策略以及它是如何在AtomicInteger这样的原子构造器中使用的,首先来看一下这段代码:
小伙伴们,大家好,我们又见面了,突击并发编程JUC系列实战JDK1.8 扩展类型马上就要发车了。
本文介绍了如何通过按键驱动程序实现按键事件和防抖,并对代码和测试效果进行了详细说明。
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:
C++标准中对象定义为某一存储范围。每个变量都是对象,每个对象都占用至少一块内存区域,若变量属于内建基本类型则仅占用一块,相邻的位域属于同一块。
上周被问到这个问题,没想出来,后来提示说concurrent包里的原子类。回来学习一下。 一、何谓Atomic? Atomic一词跟原子有点关系,后者曾被人认为是最小物质的单位。计算机中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思。如果一段代码被认为是Atomic,则表示这段代码在执行过程中,是不能被中断的。通常来说,原子指令由硬件提供,供软件来实现原子方法(某个线程进入该方法后,就不会被中断,直到其执行完成) 在x86 平台上,CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段。CPU芯片上有一条引线#HL
在早期的 Linux内核中,并发的来源相对较少。早期内核不支持对称多处理( symmetric multi processing,SMP),因此,导致并发执行的唯一原因是对硬件中断的服务。这种情况处理起来较为简单,但并不适用于为获得更好的性能而使用更多处理器且强调快速响应事件的系统。
大家都知道悲观锁、乐观锁吧?这里的悲观锁、乐观锁指的是线程方面的锁,不是数据库方面的锁。其实CAS机制就是乐观锁。synchronized操作就是一种悲观锁,这种线程一旦得到锁,其他需要锁的线程就挂起,等待持有锁的线程释放锁。当一个线程正在等待锁时,它不能做任何事,所以悲观锁有很大的缺点。
LongAdder类似于AtomicLong是原子性递增或者递减类,AtomicLong已经通过CAS提供了非阻塞的原子性操作,相比使用阻塞算法的同步器来说性能已经很好了,但是JDK开发组并不满足,因为在非常高的并发请求下AtomicLong的性能不能让他们接受,虽然AtomicLong使用CAS但是CAS失败后还是通过无限循环的自旋锁不断尝试的
DDD的全称为Domain-driven Design,即领域驱动设计; 分层架构:UI层、应用层、领域层、基础设施层; 核心设计原则,就是关注点分离
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。
上一篇Blog介绍了内存模型,并介绍了两种内存顺序, memory_order_acquire(Acquire)和memory_order_release(Release)。 个人认为,这两种内存顺序是C++定义的六种内存顺序中最重要的两种, 只有理解了Acquire和Release的语义,才能更好理解其他四种内存顺序的语义。 更进一步,在实际使用场景中,Acquire和Release是最常见的两种内存顺序。
原文链接:https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/10945309.html
本文主要讲在Java并发编程的时候,如果保证变量的原子性,在JDK提供的类中式怎么保证变量原子性的呢?。对应Java中的包是:java.util.concurrent.atomic包下
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