关于同步理论的一些基本概念 临界区（critical area）: 访问或操作共享数据的代码段 简单理解：synchronized大括号中部分（原子性） 竞争条件（race conditions）两个线程同时拥有临界区的执行权...数据不一致：（data unconsistency） 由竞争条件引起的数据破坏 同步（synchronization）避免race conditions 锁：完成同步的手段（门锁，门后是临界区，只允许一个线程存在...） 上锁解锁必须具备原子性 原子性（象原子一样不可分割的操作） 有序性（禁止指令重排） 可见性（一个线程内的修改，另一个线程可见） 内核同步常用方法 原子操作 – 内核中类似于AtomicXXX，位于... 自旋锁 – 内核中通过汇编支持的cas，位于 读-写自旋 – 类似于ReadWriteLock，可同时读，只能一个写 读的时候是共享锁，...vfork() 在子进程结束时通过完成变量叫醒父进程 类似于(Latch) BKL：大内核锁（早期，现在已经不用） 顺序锁（linux 2.6内核新增）： – 线程可以挂起的读写自旋锁 序列计数器
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，因此内核其实像多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问，尤其是在多处理器系统上，更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问...在主流的Linux内核中包含了如下这些同步机制包括： 原子操作 信号量（semaphore） 读写信号量（rw_semaphore） Spinlock Mutex BKL(Big Kernel Lock...三、信号量（Semaphore） Linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的System V的IPC机制信号量是一样的，但是它不可能在内核之外使用，因此它与System V的IPC机制信号量完全不同...信号量是这样一种同步机制：信号量在创建时设置一个初始值count，用于表示当前可用的资源数。...四、互斥锁（Mutex） Linux 内核互斥锁是非常常用的同步机制，互斥锁是这样一种同步机制：在互斥锁中同时只能有一个任务可以访问该锁保护的共享资源，且释放锁和获得锁的调用方必须一致。
在多进程或多线程的操作系统环境中，同步和互斥是关键的概念，用于确保共享资源的正确访问。...下面是同步和互斥的设计原理以及在 Linux 中的实现方式： unsetunset同步（Synchronization）unsetunset 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。 设计原理 原子操作： 原子操作是不可分割的操作，要么全部执行，要么都不执行。在同步中，原子操作是确保线程或进程安全执行的基本要素。...死锁避免： 设计互斥机制时需要考虑死锁的避免，确保系统不会因为互斥锁的使用而陷入无法解除的等待。...以上是在 Linux 中实现同步和互斥的一些常见机制。具体的选择取决于应用的需求，以及对性能和可维护性的权衡。
在上一部分，我们讨论了最基本常见的几类同步机制，这一部分我们将讨论相对复杂的几种同步机制，尤其是读写信号量和RCU，在操作系统内核中有相当广泛的应用。...），读者没有任何同步开销，而写者的同步开销则取决于使用的写者间同步机制。...RCU 临界区管理 之前的同步机制中，均是利用锁或原子操作实现的，一个锁管理一个临界区，并通过加锁解锁控制进程进入或者离开临界区。...然而RCU并不基于锁机制实现，RCU字段是耦合在进程描述符和CPU变量中的，是一种与系统强耦合的同步机制，RCU负责管理进程内所有的临界区，进程通过调用rcu_read_lock与rcu_read_unlock...一旦读者被抢占，那么其退出临界区的过程将会阻塞，进而阻塞写者，这对性能是一种不小的开销。但是现在的linux 内核版本中提供了可抢占的版本，只是对抢占深度做了把控。
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...3、信号量（semaphore） Linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的System V的IPC机制信号量是一样的，但是它绝不可能在内核之外使用，因此它与System V的IPC机制信号量毫不相干...如果被保护的共享资源只在进程上下文和tasklet或timer上下文访问，那么应该使用与上面情况相同的获得和释放锁的宏，因为tasklet(linux中断处理机制中的软中断延迟机制)和timer是用软中断实现的
手动： date 系统时间 hwclock 硬件时钟 date -s "2017-03-15 19:05:00" hwclock:...--hctosys 硬件时钟同步到当前系统时间 --systohc 系统时间同步给硬件时钟时间 网络同步时间： 安装 ntp rpm...grep ntp yum search ntp yum install ntp.i386 ntpdate cn.pool.ntp.org 时间同步守护配置文件...: vi /etc/ntp.conf 同步时间服务器 server 0.centos.pool.ntp.org iburst server 1.centos.pool.ntp.org...grep ntpd 开启 service ntpd start centos7 systemctl start ntpd.service 安装完linux
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。...CAS 由操作系统提供的一组原子操作用于线程同步，用于实现一些复杂的lock-free或wait-free的算法。...Java应用中的一些同步机制 Java应用层中一些常用的同步机制，一般是对底层lock或lock-free同步机制得一些封装。
全局变量i属于临界资源，当然可以使用加锁的方式保护临界资源，但是加锁开销比较大，用在这里有些杀鸡焉用牛刀。最好的方式是使用内核提供的atomic_t类型的原子变量来进行原子操作。...笔者本次通过源码来窥探原子操作的底层实现, 本次仍以 arm 架构下的 kernel 2.6.35 版本为源码来源。...首先来看下atomic_t的定义, 仅仅只是一个int类型变量 include/linux/types.h typedef struct { int counter; } atomic_t; 以原子加操作为例...input 部分为汇编指令需要执行的输入, 表示将 c语言定义的值传入汇编 output 部分为汇编指令执行的输出，表示将汇编执行后的值传给 c语言 change 部分用于告诉 gcc 该内嵌汇编改变了一些值...指向的内存状态为 exclusive(独占的) ldrex rx, [ry] // strex 更新内存时，会检查内存 exclusive 状态 // 将寄存器 ry 的值 store 到 rz 指向的内存
(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。...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。...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....不要直接使用Futex系统调用。 4. Futex同步机制可以用于进程间同步，也可以用于线程间同步。 下面给出一份示例代码。
在面试中关于多线程同步，你必须要思考的问题 一文中，我们知道glibc的pthread_cond_timedwait底层是用linux futex机制实现的。...理想的同步机制应该是没有锁冲突时在用户态利用原子指令就解决问题，而需要挂起等待时再使用内核提供的系统调用进行睡眠与唤醒。...为了解决上述问题，linux内核引入了futex机制，futex主要包括等待和唤醒两个方法：futex_wait和futex_wake，其定义如下 //uaddr指向一个地址，val代表这个地址期待的值...本文将深入分析futex的实现，让读者对于锁的最底层实现方式有直观认识，再结合之前的两篇文章（关于同步的一点思考-上和关于同步的一点思考-下）能对操作系统的同步机制有个全面的理解。...End Java中的ReentrantLock,Object.wait和Thread.sleep等等底层都是用futex进行线程同步，理解futex的实现能帮助你更好的理解与使用这些上层的同步机制。
Linux内核同步机制之completion 内核编程中常见的一种模式是，在当前线程之外初始化某个活动，然后等待该活动的结束。...这个活动可能是，创建一个新的内核线程或者新的用户空间进程、对一个已有进程的某个请求，或者某种类型的硬件动作，等等。在这种情况下，我们可以使用信号量来同步这两个任务。...然而，内核中提供了另外一种机制——completion接口。Completion是一种轻量级的机制，他允许一个线程告诉另一个线程某个工作已经完成。...实现 同步函数一般都成对出现，completion也不例外，我们看看最基本的两个complete和wait_for_completion函数的实现。...insmod complete.ko 插入驱动模块，这里要注意的是，因为我们的代码中是手动分配的设备号，很可能被系统已经使用了，所以如果出现这种情况，查看/proc/devices文件。
1 互斥锁 在线程实际运行过程中，我们经常需要多个线程保持同步。 这时可以用互斥锁来完成任务。...互斥锁的范围：可以指定是该进程与其他进程的同步还是同一进程内不同的线程之间的同步。可以设置为PTHREAD_PROCESS_SHARE和PTHREAD_PROCESS_PRIVATE。...还好，Linux有pthread_rwlockattr_setkind_np这个函数。...3 自旋锁 自旋锁是SMP架构中的一种low-level的同步机制。 当线程A想要获取一把自旋锁而该锁又被其它线程锁持有时，线程A会在一个循环中自旋以检测锁是不是已经可用了。...（在内核编程中，如果持有自旋锁的代码sleep了就可能导致整个系统挂起） Pthreads提供的与Spin Lock锁操作相关的API主要有： intpthread_spin_destroy(pthread_spinlock_t
1 对于CPU开销大的场景，能利用多核，就尽量利用多核（常常自以为某需求的运算量不大，且CPU足够快，就偷懒写个单线程，结果效率很低） 2 使用多线程的时候，默认是加锁的。...在加锁保证业务正常的条件下，再考虑优化互斥锁带来的性能损耗 互斥锁 < 读写锁 < 自旋锁 < 无锁（原子操作） 3 减少线程之间的相关性 线程间共享变量 < 线程内变量 < 函数式编程（没有变量）...4 尽量减少锁的粒度 a....减少加锁的代码段（减少加锁的时间） b. 分成多个锁，减少竞争（使用细粒度的锁，如MyISAM和InnoDB） 版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。
学到的只是就应该用出来，才能成为自己的东西，下面的异步复位，同步释放机制，是我根据自己的理解总结出来的。...不过一般工程中的书写形式就是异步复位，不过这种设计方法也有弊端，所以下面总结一下异步复位、同步释放的设计思想。（竞争与冒险） 异步复位、同步释放机制。 ...那么有没有更好的解决办法呢？答案是有，那就是异步复位同步释放机制。 ?...，系统时钟不变化，还是采用异步复位的方法，但是当复位信号操作时会进入一个同步寄存器，使得复位信号同步化，这样既避免了异步复位的冒险与竞争，又避免了同步复位耗费太多资源。...这样异步复位，同步释放的机制就体现出来了 转载请注明出处：NingHeChuan（宁河川）
系统时间会自动保存在 BIOS 时钟里面，启动计算机的时候，系统会自动在 BIOS 里面取硬件时间，以保证时间的不间断。但在 Linux 下，默认情况下，系统时间和硬件时间并不会自动同步。...在 Linux 运行过程中，系统时间和硬件时间以异步的方式运行，互不干扰。硬件时间的运行，是靠 BIOS 电池来维持，而系统时间，是用 CPU Tick 来维持的。...Linux 系统时间的设置 在 Linux 中设置系统时间，可以用 date 命令： //查看时间 [[email protected] ~]# date Tue Feb 25 20:15:18...Linux 硬件时间的设置 硬件时间的设置，可以用 hwclock 或者 clock 命令。...系统时间和硬件时间的同步 同步系统时间和硬件时间，可以使用 hwclock 命令。
1、date命令查看当前系统时间 image.png 2、date -s 时:分:秒 修改时间 image.png 3、date -s 完整的日期和时间 （YYYY-MM-DD hh:mm:ss）...4、将时间写入bios,因为服务器每次重启都是从bios中获取时间，所以要将时间写入bios hwclock -w 二、修改本机时间且设置同步网络时间 • 手动修改时间一定是有差距的，为了时间的精确，...1、安装ntp和ntpdate服务 # redhat系列 yum install -y ntpdate ntp 2、使用ntpdate直接调整时间(由于我这里是在自己的服务器上做实验，所以是直接使用的ntpdate...如果是在对时间敏感的生产环境中，应该使用ntpd命令来进行校准) ntpdate -u time1.aliyun.com • ntpd 与 ntpdate命令的区别：https://www.cnblogs.com...： 将截图中框起来的时间同步服务器地址修改为你的服务器能访问到，且延时低的时间同步服务器服务。
系统时间会自动保存在 BIOS 时钟里面，启动计算机的时候，系统会自动在 BIOS 里面取硬件时间，以保证时间的不间断。但在 Linux 下，默认情况下，系统时间和硬件时间并不会自动同步。...在 Linux 运行过程中，系统时间和硬件时间以异步的方式运行，互不干扰。硬件时间的运行，是靠 BIOS 电池来维持，而系统时间，是用 CPU Tick 来维持的。...不同机器之间的时间同步 为了避免主机时间因为长期运行下所导致的时间偏差，进行时间同步（synchronize）的工作是非常必要的。Linux 系统下，一般使用 ntp 服务器来同步不同机器的时间。...，ntpd 有一个自我保护的机制：如果本机与上源时间相差太大，ntpd 不会运行时间同步操作，所以新设置的时间服务器一定要先 ntpdate 从上源取得时间初值, 然后启动 ntpd 服务。...delay：网络传输过程钟延迟的时间 offset：时间补偿的结果 jitter：Linux 系统时间与 BIOS 硬件时间的差异时间 最后提及一点，ntp 服务默认只会同步系统时间。
---- 环境准备： 服务器集群 我准备了4台虚拟机，主机名分别是node01、node02、node03、node04，操作系统版本为CentOS-6.6 虚拟机集群的准备，可以参考以下两篇文章：...在Windows中安装一台Linux虚拟机 通过已有的虚拟机克隆四台虚拟机 ---- 1....集群时间同步方法一：手动修改 使用date -s命令来修改系统时间 [root@node01 ~]# date -s 12/25/2016 [root@node01 ~]# date -s 19:57:...当server(中国国家授时中心服务器)与client(node01)之间的时间误差过大时（可能是1000秒），node01去同步时间可能对系统和应用带来不可预知的问题，node01将停止时间同步！...主机通过NTP时钟同步与所同步时间源的时间偏移量，单位为毫秒，offset越接近于0，主机和ntp服务器的时间越接近 jitter 统计了在特定个连续的连接数里offset的分布情况。
一个具体的例子如下： ? 系统调用的控制路径上，完成读操作后，硬件触发中断，开始执行中断handler。...这种场景下，中断handler控制路径的写回的操作被系统调用控制路径上的写回覆盖了，结果也是错误的。...具体的接口API函数整理如下： ? 三、ARM中的实现 我们以atomic_add为例，描述linux kernel中原子操作的具体代码实现细节： ?...（4）我们先看ldrex和strex这两条汇编指令的使用方法。ldr和str这两条指令大家都是非常的熟悉了，后缀的ex表示Exclusive，是ARMv7提供的为了实现同步的汇编指令。..."Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，企业和Linux人才的连接枢纽。
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